基于α能谱法的 222 Rn/ 220 Rn子体测量仪的研制

发布时间：2024-03-24 01:29

　　222Rn/220Rn子体的准确测量不仅在子体所致剂量的准确评价方面具有意义,同时在人工放射性气溶胶监测中排除222Rn/220Rn子体的干扰方面也是一个无法回避的问题。由于α能谱法在222Rn/220Rn子体测量中可以对不同222Rn/220Rn子体放射出的α粒子能量进行甄别,因此提高了测量的精度并缩短了测量时间。在实际应用中,由于空气的滤膜采样系统与α能谱测量系统分离,以及对测量操作过程的要求,使得α能谱法测量222Rn/220Rn子体主要还限制在实验室中由专业人员依照严格的测量流程操作相关仪器来完成。而人工放射性气溶胶监测所要求的准确、连续、无人值守,还很难实现。α能谱法测量222Rn/220Rn子体的方法在无人值守的连续监测方面的优势没有完全发挥。本文在误差分析和对比的基础上,利用alpha760的机械结构和探头重新设计了电子线路,配合树莓派作为主控制计算机并编写软件,研制了一台基于α能谱法的连续222Rn/220Rn子体测量仪。并通过实验对α能谱法测量中的谱数据处理问题以及“拖尾”问题进行了分析。主要内容包括:(1)分析222Rn/220Rn子体在采样中及采样后滤膜上的子体数...

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 ²²²Rn/²²⁰Rn及其子体测量的意义
    1.2 ²²²Rn/²²⁰Rn子体测量方法的发展与现状
    1.3 ²²²Rn/²²⁰Rn子体测量仪器的发展与需求现状
    1.4 论文的主要内容与章节安排
第2章 α 能谱法测量子体的算法分析与选择
    2.1 基本假设及参数说明
        2.1.1 基本假设
        2.1.2 参数说明
    2.2 采样过程中滤膜上子体数目的变化
        2.2.1 微分方程组的建立
        2.2.2 方程组求解与简化
        2.2.3 矩阵形式
    2.3 采样后滤膜上子体数目的变化
        2.3.1 微分方程组的建立
        2.3.2 方程组求解与简化
        2.3.3 矩阵形式
    2.4 不同测量方法的方程的建立与求解
        2.4.1 采样后测量的积分 α 能谱法方程的建立与求解
        2.4.2 采样中和采样后测量的积分 α 能谱法方程的建立与求解
        2.4.3 加权最小二乘积分 α 能谱法的方程与求解
    2.5 不同测量方法的误差分析与对比
    2.6 小结
第3章 ²²²Rn/²²⁰Rn子体测量仪的硬件设计
    3.1 机械部分
        3.1.1 采样装置及其探头
        3.1.2 滤纸自动更换部分
    3.2 α 能谱数据采集电路的设计
        3.2.1 探头与前置放大器
        3.2.2 主线性放大部分电路
        3.2.3 基线调整与幅度调整
        3.2.4 峰值保持电路的设计
        3.2.5 堆积拒绝电路的设计
        3.2.6 模数转换电路的设计
    3.3 测量与采样控制电路的设计
    3.4 数据处理部分硬件的选择
    3.5 小结
第4章 ²²²Rn/²²⁰Rn子体测量仪的软件设计
    4.1 硬件部分的组合与连接与关系
        4.1.1 树莓派的软件配置
        4.1.2 硬件的连接与控制关系
    4.2 α 能谱信息采集电路和采样与控制电路的程序设计
        4.2.1 α 能谱信息采集控制电路的程序设计
        4.2.2 采样与测量控制部分程序设计
    4.3 测量控制软件与 α 能谱处理软件的设计
        4.3.1 串口通信部分
        4.3.2 图形界面部分
        4.3.3 能谱绘制与实时显示部分
        4.3.4 程序的优化与多线程方案
    4.4 小结
第5章 实验及部分问题的处理
    5.1 仪器 α 能谱测量结果的可靠性和稳定性验证
        5.1.1 测量重复性验证
        5.1.2 能谱稳定性验证
    5.2 ²²²Rn/²²⁰Rn子体测量中遇到的问题
        5.2.1 能谱的滤波平滑
        5.2.2 α 能谱“拖尾”问题的分析与解决方案
    5.3 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
硕士研究生在读期间参加的科研项目及成果
致谢



本文编号：3936762