HD-6型氡室装置氡体积活度空间均匀性分析_田兴宇.pdf
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1、30检验检测2023 年第 3 期(总第 167 期)HD-6 型氡室装置氡体积活度空间均匀性分析田兴宇,苏建文,李云洋,杜猛猛,王昕瑶(中国地震局第一监测中心,天津,300171)摘 要:HD-6 型氡室是为测氡仪校准测试提供参考体积活度的装置,通过动态循环控制方法进行校准环境的氡浓度控制。由于在测试过程中,标准器与被测仪器所测量气体分别来自氡室内的不同区域,因此氡室内部气体环境中的氡是否分布均匀是影响仪器校准因子测试结果准确度的重要因素,也是校准结果不确定度的主要来源之一。为此,研究通过实验对 HD-6 型多功能控制氡室装置内部氡核素的分布情况进行了测试,使用 AlphaGuardP200
2、0pro 型测氡仪在 2951.5Bq/m3氡浓度条件开展了氡室氡分布均匀性试验,通过分析试验数据对氡室氡分布均匀性进行了评价,并通过对比测试分析了氡室氡分布均匀性对仪器校准结果的影响。关键词:测氡仪;氡室;均匀性;校准中图分类号:TL81 文献标志码:A 文章编号:1008-3103(2023)03-0030-04Spatial Uniformity Analysis of Radon Volume Activity in HD-6 Radon Chamber DeviceTianXing-yu,SuJian-wen,LiYun-yang,DuMeng-meng,WangXin-yao(Fi
3、rstMonitoringCenterofChinaEarthquakeAdministration,Tianjing300171,China)Abstract:TheHD-6radonchamberisadevicethatprovidesareferencevolumeactivityforthecalibrationtestoftheradondetector.Theradonconcentrationofthecalibrationenvironmentiscontrolledbythedynamiccyclecontrolmethod.Duringthetestprocess,the
4、gasmeasuredbythestandardandthemeasuredinstrumentcomesfromdifferentareasoftheradonchamber.Therefore,whethertheradoninthegasenvironmentinsidetheradonchamberisevenlydistributedisanimportantfactoraffectingtheaccuracyofthecalibrationfactortestresults,anditisalsothemainsourceoftheuncertaintyofthecalibrati
5、onresults.Therefore,thedistributionofradonnuclidesintheHD-6multi-functionalcontrolradonchamberdevicewastestedexperimentally.TheAlphaGuardP2000proradondetectorwasusedtocarryouttheradondistributionuniformitytestintheradonchamberundertheconditionof2951.5Bq/m3radonconcentration.Theuniformityofradondistr
6、ibutioninradonchamberwasevaluatedbyanalyzingtheexperimentaldata.Theinfluenceofradondistributionuniformityinradonchamberoninstrumentcalibrationresultswasanalyzedbycomparativetest.Keywords:radondetector;radonchamber;uniformity;calibration基金项目:中国地震局第一监测中心科技创新主任基金项目(FMC2022004);中国地震局地震科技星火计划(XH22017YA)联
7、合资助。作者简介:田兴宇(1996),工学硕士,助理工程师,主要从事计量检定与国家地震计量站建设工作。0 引言氡(222Rn)是由铀衰变产生的惰性放射性气体,广泛存在于自然界中,是天然辐射的主要来源1。目前,氡的测量在辐射防护、环境评估、矿物勘探、地震监测等诸多领域均有应用。测氡仪是氡流体观测的工作计量器具,作为相对测量仪器,在出厂前,须进行量值校准,通过校准取得仪器体积活度响应(校准因子),使仪器读数接近被测环境的氡浓度真值。另DOI:10.14127/ki.jiangxihuagong.2023.03.007312023 年 6 月HD-6 型氡室装置氡体积活度空间均匀性分析外,受测氡仪探
8、测器性能和电子元器件参数影响,其校准因子必然随测量环境变化和时间增加而改变。因此,技术人员需定期对测氡仪进行校准,以保证其测量结果的准确性2。测氡仪的校准与检定主要通过氡室装置完成3,以氡室构建氡活度浓度(氡体积活度)稳定可控的测试环境,将标准器与被测仪器放入测试环境中,通过比较法测算出被测仪器的校准因子4,5。由于在测试过程中,标准器与被测仪器所测量气体分别来自氡室内的不同区域,因此氡室内部气体环境中的氡是否分布均匀是影响仪器校准因子测试结果准确度的重要因素,也是校准结果不确定度的主要来源之一。为此,本研究通过实验对 HD-6 型多功能控制氡室装置内部氡核素的分布情况进行了测试,分析了装置内
9、氡分布的均匀性(以下简称氡体积活度均匀性)。1 氡室氡室是广泛应用于测氡仪刻度校准的装置,根据装置氡体积活度控制原理的差异,氡室可分为动态循环式控制型与静态非连续走气调控型6。本文所使用 HD-6型氡室属于动态循环式氡室,装置采用自动化控制系统实现校准环境的氡体积活度动态稳定7,可调配不同氡体积活度的气体环境,为测氡仪校准测试提供特定氡体积活度的气体测试环境。整套装置主要由主氡箱、固体氡源、氡体积活度控制系统、温湿度控制系统、废气排控系统组成,其组成示意图如图 1 所示。1.1 装置浓度动态控制方法HD-6 型氡室通过循环补氡来调控主氡箱内的气体氡体积活度8,9。当开启氡体积活度控制时,氡源控
10、制系统打开固体氡源与调控气路的开关,使含氡气体不断流入主氡箱,随着氡在主箱体内不断累积,箱体气体氡体积活度不断上升,当主氡箱内的氡体积活度累积至目标氡体积活度允许误差上限后,装置完成第一次补氡。补氡完成后,氡源内部气体向排控装置进行输出,主氡箱内的氡体积活度随着氡的不断衰变而逐渐下降,装置根据氡衰变系数确认理论衰变曲线,当主氡箱内部氡体积活度理论值下降至装置所设置允许误差下限时,再次将氡源与调控气路进行连接,重新开始补氡直至氡体积活度再次达到允许误差上限,重复以上操作使得氡室主氡箱内氡体积活度稳定在目标氡体积活度允许误差范围内10,使氡体积活度达到动态稳定状态,其氡体积活度变化过程示意图如图
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