简介:该文是放射性活度类有关本科毕业论文范文跟放射性类专科开题报告范文.
摘 要：为对87Kr放射性活度浓度开展绝对测量,本文研究围绕一种内充气正比计数管系统进行研究,通过测试内充气正比计数管系统的壁效应、端效应、死时间、本底、坪特性等性能可以发现,该系统能够较好服务于87Kr放射性活度浓度的绝对测量.最终,研究得到了40.64（1±0.9%）Bq/mL的测量结果.
关键词：内充气正比计数管系统;放射性活度浓度;绝对测量;87Kr
前言：基于内充气正比计数管系统的绝对测量、基于HPGeγ能谱法的相对测量均属于气体放射性活度常用的测量方法.在气体放射性活度绝对测量中,作为国际公认准确度较高的测量装置,内充气正比计数管系统以长度补偿法为基础.为保证内充气正比计数管系统较好服务于气体放射性活度测量,正是本文围绕该课题开展具体研究的原因所在.
一 测量原理
作为国际公认的气体放射性活度绝对测量装置,内充气正比计数管系统在长度补偿法支持下具备较高的测量准确度,在寿命较长的核素活度绝对测量中,如放射性气体14C、35S、3H、85Kr,内充气正比计数管系统的应用极为广泛,且多数时候能够取得较为准确的绝对测量结果.对于本文研究的87Kr来说,作为一种短寿命气体放射性核素,87Kr的拥有76.3±0.6min的半衰期,在测试核燃料裂变燃耗（气体裂变产物法）中,87Kr属于重要的核素之一.为准确测量87Kr放射性活度浓度,基于长度补偿法的内充气正比计数管系统针对性建设极为关键[1].
对于基于长度补偿法的内充气正比计数管系统来说,端效应属于其存在的最大问题,而通过采用结构完全相同、长度不同的计数管,并保证灵敏体积之差与计数管体积之差相等,端效应对内充气正比计数管系统绝对测量造成的影响即可有效消除.将工作气体和待测的放射性气体均匀混合,即可向内充气正比计数管内充入混合气体,这相当于探测介质在每一衰变核周围充满,且存在4π的探测立体角,源的自吸收可由此规避,放射性气体发射的β射线在灵敏体积内可100%被探测.在灵敏体积确定后,定标器负责记录计数管所探测到的信号,基于死时间、本底、甄别阈、壁效应对得到的计数率开展针对性校正,即可通过内充气正比计数管系统完成87Kr放射性活度浓度的绝对测量,得到放射性活度浓度A,具体计算公式如下：
（1）
式中的N1、V分别为灵敏体积内的计数率（扣除本底后）、正比计数管的灵敏体积,δ1为死时间,δ2为甄别阈,δ3为壁效应校正系数.
二 实验装置
为满足87Kr放射性活度浓度绝对测量需要,本文采用由四部分组成的内充气正比计数管系统,包括废气收集系统、充放气真空系统、数据获取和处理系统、正比计数管（3支）.系统设有内部结构和直径完全相同的三支长度不同计数管,分别为短、中、长内充气正比计数管.采用无氧高导电性铜作为圆筒型计数管的阴极（壁）,外径为38.10mm,长度分别为94.0mm、188.0mm、281.9mm,空间体积分别为90.00mL、179.53mL、268.84mL.采用1/4英寸标准阀门作为充气阀门,数据获取和处理系统含有甄别器6路,分6路同时计数.采用由阀门及Swagelok管件连接组成的充放气真空系统.结合具体测试可以确定,研究采用的内充气正比计数管系统存在10-7Pa·L·s-1以下的漏率,而通过废气罐收集管路中的废气,即可避免环境污染问题出现[2].
三 具体实验及结果讨论
(一)坪曲线与本底
在充放气真空系统上分别接入内充气正比计数管,充入99.99%的纯甲烷（工作气体）至所需压力,正比计数管的坪特性测试采用65Zn（外γ源）进行.设置1.0V的单道下阈,计数管的高压缓慢改变,即可得到坪曲线.在50kPa和100kPa两种气压条件下,采用65Zn对坪特性进行测试,可确定短正比管、中正比管、长正比管在50kPa气压条件下的高压分别处于2200～2500区间、2100～2500区间、2100～2500区间,坪斜分别为0.44%/100V、0.40%/100V、0.36%/100V.在100kPa气压条件下,高压均处于2750～3300区间,坪斜分别为0.44%/100V、0.44%/100V、0.34%/100V.结合上述数据进行分析可以确定,3支计数管在100kPa气压条件下的坪特性良好,存在550V的坪长以及小于0.5%/100V的坪斜.同时,坪电压在50kPa气压条件下向低电压移动,这是由于自由程因气压低而变大,电子在平均自由程上因较低的电压获得了足够大的能量,新的离子对会因此产生.基于实验可以确定,短、中、长3支正比计数管的本底计数率分别为1s-1、2s-1、3s-1.
(二)系统死时间测量与控制
插入6个门产生器与定标器和6路甄别器之间,死時间控制采用改变门产生器门宽的方式,各路的死时间测量采用双振荡器,可测得6路死时间分别为1.98μs、2.01μs、2.02μs、2.00μs、2.02μs、2.01μs.由于属于非扩展型死时间,需采用式（2）进行死时间校正,式中的N2、τ分别为直接读出的计数率（定标器）、系统死时间.
（2）
(三)87Kr测量
由86Kr（99.46%丰度）在反应堆中辐照,即可获取87Kr.在充放气真空系统上将由此获得的87Kr混合纯甲烷,即可向正比计数管中同时充入混合气体,开展针对性的绝对测量.采用6路甄别器进行实验,甄别阈分别取3.0V、2.6V、2.2V、1.8V、1.4V、1.0V.开展具体实验可得到甄别阈与相应计数率的线性关系,需基于本底及死时间对计数率进行修正,甄别阈的影响通过将甄别曲线外推到零阈值即可消除.分别线性外推计数管坪上的2400V、2300V、2200V3条高压曲线,即可得到0.2%的计数率平均值（3个零甄别阈）相对标准偏差,可以将其视作外推甄别阈产生的不确定度.基于实验可以确定,87Kr在堆辐照后含有半衰期为4.48h的少量85Krm,以及半衰期为16.8h、59.4d的少量125Xe、125I,因此需设法扣除相关干扰.对于半衰期长的125I,可忽略其影响.
基于对1个样品进行的测量可以发现,在测量时间为20s下,3次测量得到的放射性活度浓度结果分别为40.73Bq/mL、40.69Bq/mL、40.51Bq/mL,开展进一步计算可求得放射性活度浓度的最终值,即40.64Bq/mL,存在0.2%的相对标准偏差.围绕放射性浓度测量不确定度进行研究,可最终得到40.64（1±0.9%）Bq/mL的结果.
结论：综上所述,内充气正比计数管系统可较好服务于87Kr放射性活度浓度的绝对测量.在此基础上,本文涉及的测量原理、实验装置、坪曲线与本底、系统死时间测量与控制、87Kr测量等内容,则提供了可行性较高的内充气正比计数管系统应用路径.为更好服务于87Kr放射性活度浓度的绝对测量,相关理论与设备的升级探索同样需要得到业内人士的重视.
参考文献：
[1]李奇,樊元庆,王世联.低本底内充气正比计数管测量～（37）Ar活度[J].原子能科学技术,2019,53（04）：734-738.
[2]李奇,王世联,樊元庆.用内充气正比计数管准确测量～（131）Xe～m活度浓度[J].核技术,2018,41（01）：49-53.
基金项目：国家重点研发计划重点专项（ZLJC1605—3,科技部课题编号2016YFF0200803）
总结：汇总：此文是可用于本科与硕士放射性活度相关的毕业论文开题报告写作参考和有关优秀学术职称论文参考文献资料，免费教你怎么写放射性方面论文.
放射性引用文献:
[1] 放射性活度毕业论文提纲范文 关于放射性活度相关论文范文数据库2万字
[2] 放射性活度硕士论文范文 关于放射性活度类大学毕业论文范文3000字
[3] 放射性活度和环境毕业论文模板范文 放射性活度和环境类有关论文范例2500字
