第5章-测氡仪设计

概述测氡仪工作原理及特点仪器实例核仪器设计1第五章测氡仪设计测氡仪的主要用途测氡仪的主要技术指标核仪器设计22012.9核仪器设计3测氡仪的主要用途测氡仪是实现氡气测量的仪器。氡气测量主要有土壤测氡、空气测氡和水中测氡等，不同工作环境，对测氡仪的要求有所不同。当采用不同的测氡仪器和测氡方法，根据测氡仪获得的测量结果，可以区分测量对象是Rn-222还是Rn-220，这对解决相关问题有一定的实用价值。2012.9核仪器设计4测氡仪的主要技术指标探测器性能（75,ZnS(Ag)+GDB）测氡仪氡浓度测量范围（例：10Bq/m-3---100000Bq/m-3）；仪器本底（例：Bq/m-3，或1cpm）；工作环境：整机能在0~40摄氏度范围内正常工作；精确性：（例：对同一样品进行10次测量，相对标准误差不大于±20%。或：保持测量条件不变，连续测量100次，测量计数值应符合放射性统计涨落规律。）工作稳定性：仪器连续8小时工作，积分计数变化小于±10%。其他指标：（例：原始测量数据能够自动储存、处理、能显示最终结果，仪器体积、重量等。)测氡仪电路工作原理框图测氡仪的放大器、甄别电路图测氡仪的电源电路图测氡仪的计数显示电路图核仪器设计5二、测氡仪工作原理测氡仪电路原理6探测器前置电路放大电路甄别电路计数显示电源电路控制电路测氡仪电路原理7CD-1放大器电路原理图测氡仪电路原理8CD-1放大器电路PCB图测氡仪电路原理9CD-1电源电路原理图测氡仪电路原理10CD-1电源电路PCB图测氡仪电路原理11CD-1电源电路原理图测氡仪电路原理12CD-1计数电路原理图测氡仪电路原理13CD-1计数电路PCB图测氡仪电路原理14CD-1计数电路PCB图测氡仪电路原理15CD-1智能计数电路原理图2012.9核仪器设计16三、仪器实例FD-105K射气仪FD-118G2闪烁射气仪FD-125氡分析仪FD-3017RaA土壤测氡仪CD-1杯测氡仪RAD7电子测氡仪(美国)KZ-d02E测氡仪KJD-2000R测氡仪1027测氡仪(美国)FD-126环境氡测量仪HD-2003活性炭吸附测氡仪HDC-L

型坑道测氡仪REM-Ⅲ氡析出率仪氡及子体连续测量仪FYCDY便携式测氡仪FD-105K射气仪FD-105K射气仪是一种能(在室内)测量地下水中(取水样)或者空气中(取气样)氡射气的浓度的仪器,因而可以直接用于寻找铀矿和作地震观测以预报地震,同时可作环境污染监测等多种用途。它与FD一105型仪器所不同的是它自带整流稳压电源,采用直流电源变换器，使用1节1号电池供电。主要技术指标：电离室，体积0.7L，1.0L，5L测量范围：0.1~n×1000em灵敏度：20格/V，格值0.3-0.4em供电：32QD（45V）×3，1.5V（5号电池1个）重量：10kg唧筒抽气或双链球抽气FD-103射气仪外貌图FD-105K射气仪VVFD-118G2闪烁射气仪技术性能：

杯形闪烁探测器：0.7LZnS(Ag)+GDB

率表指针显示（格数），5个量程显示读数范围：0-60em，0-200em，0-600em，0-2000em，0-6000em

工作高压：-1250V仪器供电：10.5V(7QD)积层电池+（5号电池）1.5×2功耗：≤280mW工作环境：-10~50°，湿度95%唧筒抽气仪器尺寸和重量：

操作台：体积84×195×140，抽气泵及主体：140×850mm3重量：7.5kg。/?p=26&a=view&r=22FD-125氡分析仪用途与特点

本分析器亦称室内射气分析仪，与定标器配合使用能测量放射元素样品的射气，也能用于测定水样品及坑道中微量氡射气的浓度。闪烁室是两个内部涂ZnS(Ag)闪烁体的有机玻璃半球，圆盘上可同时安装三个闪烁室，其中一个位于光电倍增管的上端，是被测闪烁室，其它两个处于避光状态，等待测量，借助手柄改变圆盘上闪烁室的位置，这样可以在不停机的条件下，连续更换闪烁室样品，直至测量完毕。/prods_view.html?prodid=270130主要技术指标：球形闪烁室，体积0.5L测量范围：0.1~n×1000em灵敏度：1.3×10-13居里/脉冲/100s

0.0048Bq/脉冲/100s=0.0013em/脉冲/100s208脉冲/100s/Bq工作环境：0~40°，湿度95%供电：~220V重量：16kgFD-125氡分析仪主要技术性能

1．测氡射气时，闪烁室充射气一小时，测量时间为100s，闪烁室镭的系数约为1.4×10-13gRa/脉冲。2．测钍射气时，采用降压法（连续抽气），测量时间为300s，以1g溶矿样品，可准确测定万分之三以上的钍含量。3．闪烁室固有本底（未进行射气测量的闪烁室）不大于100计数s-1。4．闪烁室是密封的，当闪烁室内残余气压1.33×104Pa(100mmHg)时，在10分钟内漏气不超过1.33×103Pa(10mmHg)。5．在良好的工作环境中，样品重复测量的误差不大于±10%。6．极限温度下，测量的附加误差不大于±15%。7．在温度35±2℃，相对湿度95±3%的条件下，测量的附加误差不大于±10%。8．预热半小时，连续工作8h，测量的附加误差不大于±10%。9．耐一般运输振动和冲击。

使用环境良好工作环境温度20±5℃，相对湿度65±5%；极限工作环境:温度0～45℃，相对湿度95%；电源供电电源由外部供给，放大器电源为+9V～10V直流电压，光电倍增管电源为0～1500V可调负直流高压。仪器重量:16kg/Consumables/P1268729.htmFD-3017RaA土壤测氡仪技术性能：

1、极限探测灵敏度：小于0.1爱曼（1Bq/L=0.27×10-10Ci/L=0.27em）

2、抽气泵密封性能：在700mm泵柱时，漏气速率≤20mmHg/分

3、探测器：金硅面垒探测器，直径φ26mm，面积531mm2

4、探测效率：η2л≥40％（用pu－239源活性区直径≤φ26mm）

5、本底：≤4脉冲/小时

6、计数容量：1－99999

7、定时：高压定时

：1分、2分、3分、5分、10分和手控。

测量定时：0.5分、1分、2分、3分、5分、10分和手控。

8、仪器显示：

1）加高压时左下角有“HV”和左上角有“”符号同时显示，当高压低于2450－2500v时，左上角符号消失。

2）测量时右上角有“M”显示。

3)电池电压低于3.3v时右下角有“LB”显示。

9、仪器有高压定时报警和测量时间报警。

10、仪器在温度－100C－400C环境下及温度＋400C相对湿度95％的气候条件下正常工作，与常温常湿条件相比，计数误差≤±10％

11、仪器供电：三节一号电池，功耗≤300mW(包括高压）

12、仪器尺寸和重量：

操作台：体积210×97×156mm3重量2.3公斤

；

抽气泵：长540mm直径103，重量3.3公斤。/?p=26&a=view&r=22CD-1杯测氡仪主要用途寻找基岩地下水、探测地热，进行工程地质勘探；寻找各种矿产资源，如油气、金、铀等；划分地层界线，确定构造位置，圈定煤田自燃范围；进行地震、地质灾害预报监测，以及环境放射性监测等。功能及特点用途多：它是α杯法测氡的配套仪器，也可以开展α卡法等其他α测量。灵敏度高：累积测氡与静电α卡法相当，比自然α卡法提高数倍。野外操作比其他测氡方法更为简单，工作效率高。功耗小于135mW（一节一号电池供电）；重量2kg；体积250×140×170mm。/?p=26&a=view&r=22RAD7电子测氡仪(产地：美国)RAD-7电子测氡仪产品规格：探测器固态的、离子植入的、平面的、硅a探测器。对困扰很多其它探测器的震动和噪音不敏感。特别低的本底。如果没有氡气，RAD7氡气窗口就没有计数。目标空气Rn-222﹝氡气﹞；Rn-220﹝钍射气﹞动力范围0.1~20,000pCi/L﹝4~750,000Bq/m3﹞。检测下限可到0.1pCi/L。因为空气检测中多数读低于1.0pCi/L，所以特别有用。灵敏度嗅探模式：0.25CPM/pCi/L正常模式：0.5CPM/pCi/L内置泵微处理器控制，定时或者连续：1升/分钟。能谱能打印显示氡气和钍射气的特征峰的a能谱。打印出随时间变化的氡气浓度。/?p=26&a=view&r=22RAD7电子测氡仪(产地：美国)/?p=26&a=view&r=22RAD7电子测氡仪(产地：美国)恢复从半衰期为3.05分钟的高氡气暴露值恢复；12分钟内恢复到小于峰值10%，在30分钟内恢复到峰值的1%，在1小时内从20,000pCi/L降至1pCi/L。预置协议嗅探模式、1天、2天、星期、用户自定义、抓取、Wat-40、Wat-250及钍射气周期时间按您的要求设置周期间隔，从2分钟到24小时。数据显示两行´16字符的LCD显示。多重窗口和广泛菜单。数据存储存储1000次氡气测量，包括时间、日期、温度、湿度、电池电压、操作模式、氡气及钍射气和统计不确定度。输出RS-232串口用于下载到电脑。也能用RADLINK软件进行的RAD7的远程控制和/或外部中继盒控制。/?p=26&a=view&r=22打印机HP打印机。红外连接，无须连线。测试中和测试结束都可以打印数据、棒条图和能谱。电源220V交流电源：连续监测6V2.5Ah可充电电池：每充电一次可有72小时操作时间。可选低压AC/DC输入允许用汽车充电附件插座进行操作和内部电池充电。环境工作环境：0~50ºC；0~100%相对湿度，无凝霜。存储温度：-40~60ºC尺寸9.5”´7.5”´10.5”，约5kg外壳：高度密封、高密度外壳。RAD7通过了很多跌落实验。KZ-d02E测氡仪/?p=26&a=view&r=22主要技术指标检测对象：Rn-222、Rn-220及其子体。探测器：金硅面垒型半导体探测器。测量范围：4～100,000Bq/m3。灵敏度：3Bq/m3。不稳定度：≤±10％。气泵流量：约1L/min。数据存储量：160条氡及子体的射线谱数据。

250个测点分析结果数据（注：配合计算机分析）。数据传输：USB接口。一般工作环境：温度：0～50℃；湿度：5%RH～90％RH无凝结水；稳定工作环境：温度10～25℃，湿度45%RH～65％RH。外型尺寸：约255×165×170mm。整机重量：约2kg。系统电源：4.2V*12Ah免维护可充电锂电池，充足电工作于功耗状态下能连续使用30小时以上（注：启动测量，背光开启时系统功耗最大），待机100小时以上。氡气及其相关理论研究－－

氡的来源及其性质氡的物理化学性质氡几个同位素的辐射性质

222Rn及其子体的主要辐射体能量及其半衰期α

粒子的原始谱线α

粒子的能量Po-218Po-214Po-216Po-212核素能量（MeV）U-2384.185Ra-2264.761Ra-2245.677Rn-2225.482Po-2186.002Po-2147.687Po-2105.301Rn-2206.282Po-2166.774Po-2128.785实测氡及其子体α射线谱KJD-2000R测氡仪

/?p=26&a=view&r=22主要技术指标检测对象：氡222α谱仪：实时显示氡和钍的谱线。检测器：金硅面垒探测器，对震动和噪音不敏感，背景读数低。校验：一般情况下，年漂移小于2%。测量范围：0.1-10，000皮居里/升（4-400，000贝克/立方米）。灵敏度：4pCi/L/h气泵：流量为1L/min。数据存储：1000个氡浓度测量谱线。

控制：面板键盘36键，操作简单，预先编程的标准操作步骤。输出：RS-232接口，可把数据下载到PC机上。电源：AC：220V，内置充电器充电，充足电可使用10个小时。工作环境：温度0-50℃，相对湿度5%-99%的无凝结水。1027测氡仪(美国)技术指标：测量范围：0.1~999pCi/L(3.7~37000Bq/M3)灵敏度：2.5cph/pCi/L精度：25%或1/pCi/L显示：3位LCD数字显示电源：220VAC/9VDC尺寸：200x120x65mm重量：0.9kg/?p=26&a=view&r=22FD-126环境氡测量仪◆仪器符合GB50325-2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》（2006年版）和GB/T16147-1995“空气中氡浓度的闪烁瓶测量方法”的测量原理和要求。仪器特点1.体积小、重量轻，便于携带。2.灵敏度高、功耗低，交、直流两用，直流电源可支持仪器工作30h。3.USB数据传输接口，蓝牙打印。主要技术性能1.灵敏度：≥0.68cpm/[Bq•m-3]2.本底计数率：≤0.3cpm3.测量范围环境空气氡：（3～100000）Bq/m³土壤氡：（300～300000）Bq/m³氡析出率：（0.001～10.000）Bq/[m2•s]4.测量重复性误差：≤5%（氡室浓度2000Bq/m³，环境湿度65%，温度25℃）。5.长期稳定性（8h）误差:≤10%6.电源：锂离子充电电池/交流电，电池供电可连续工作30h。/北京核地科技发展中心FD-126环境氡测量仪主要技术性能

7.工作环境温度：-10℃～+40℃湿度：相对湿度≤90%（+40℃）8.探测器：硫化锌ZnS(Ag)和光电倍增管组合系统9.数据存储：可存储2000个数据10.操作模式：单点检测或连续监测11.显示器：LCD液晶显示12.取气方式：主动泵吸式13.测量时间空气氡：30min土壤氡：11min氡析出率：30min14.打印数据：日期、时间、点号和检测结果15.尺寸：（330×210×170）mm16.重量：5㎏（主机）HD-2003活性炭吸附测氡仪应用领域

测量土壤氡浓度及氡析出率，主要应用于寻找放射性异常及土壤氡的环境评价。仪器特点

铅室小巧，灵敏度高，配备专用活性炭捕集装置和工作校正源，具有数据存储和回放功能，标准USB通讯接口。技术指标

1.测量范围氡浓度测量范围：（100～300000）Bq∕m3氡析出率测量范围：（0.001～10.000）Bq∕m2•s2.灵敏度：≥1.5s-1(Bq/L)-1；3.能量阈：50keV；4.非线性：≤10%；5.重复性：≤10%；6.长期稳定性：≤5%（连续工作8h）；7.使用环境温度：（0～50）℃;湿度：≤90%(40℃)8.外形尺寸及重量铅室的外形尺寸及重量:(34×15×20)cm;25kg操作台外形尺寸及重量:(50×31×22)cm;1.5kg

北京核地科技发展中心/?p=26&a=view&r=17HDC-L

型坑道测氡仪主要技术性能

(1)探测器：Φ30mm金硅面垒探测器；

(3)灵敏度：室内氡浓度测量≥1.2min-1/Bg•m-3；

(4)本底计数≤1.0min-1；

(5)探测下限：室内空气氡浓度测量≤30Bq•m-3；土壤氡浓度测量≤300Bq•m-3；

(6)测量范围：室内为30～100000Bq•m-3；

(7)测量合成不确定度：在氡浓度不低于250Bq•m-3时，Uc≤20%。

(8)测量时间：10min，可连续测量；

(9)使用环境条件：温度-10℃～45℃；相对湿度≤95％。

(10)测量参数：氡浓度；

(11)α射线谱测量：128道分析器；

(12)具液晶显示、内部时钟、数据存储及外部输出等功能；

(13)电源：内部有蓄电池，外接DC-9V充电。

(14)主机尺寸：高10cm、长28cm、宽24cm；

(15)主机重约2.5Kg；

主要应用范围

1、矿山坑道（非高爆）内的氡浓度测量；

2、可现场检测室内氡浓度；石家庄核工业航测遥感中心/cn/product_view.asp?id=27(HDC)高灵敏度环境测氡仪主要性能：

1.本仪器采用双向探测器结构和α射线可以穿透的薄膜材料作为采样器，由此构成近4π的测量条件，此技术可使仪器的探测效率提高到单面探测的4倍；

2.采用电场吸附方法进行采样，该技术在用于室内测量时，使采样器的采样等效体积达数十升；

上述两项技术使仪器灵敏度比常见的同类仪器高数倍至上百倍，因而在低氡浓度场合下可获得满意的测量准确度；

3.本仪器通过对采样片采集的氡子体进行α谱测量，可同时可靠测得氡的浓度和氡与其子体的平衡因子；

4.本仪器在测量过程中，探测器不受污染，连续测量时，完成一次采样——测量过程的平均时间不超过15min，因而可获得满意的工作效率。对于土壤氡测量，一个测点从取样到完成测量的平均时间不超过5min。

5.本仪器可以进行室内环境氡、土壤氡、水中氡、氡析出率测量。

应用范围：

1.现场检测居民住宅、地下室、办公场所及公共场所的室内氡浓度及平衡因子，给出平衡当量氡浓度；

2.楼房的地基氡浓度测量与评价；

3.地质勘查与地震预报领域的氡浓度测量、矿山坑道内的氡及平衡因子测量。

/cn/product_view.asp?id=24石家庄核工业航测遥感中心(HDC)高灵敏度环境测氡仪

技术指标：

1.灵敏度：室内氡浓度测量≥0.6count.min﹣1/Bq.m﹣3

土壤氡浓度测量≥0.012

count.min﹣1/Bq.m﹣3

2.本底计数≤0.5count.min﹣1

3.探测下限：室内空气氡浓度测量≤3Bq.m﹣3；土壤氡浓度测量≤300Bq.m﹣3

4.测量范围：室内为3～2000Bq.m﹣3，土壤为300～100000Bq.m﹣3

5.测量合成不确定度：在氡浓度不低于30Bq.m﹣3时，Uc≤20%

6.使用环境条件：温度﹣10～45℃，相对湿度≤95%

7.a射线能谱测量：128道分析器。

8.具液晶显示、打印、内部时钟、数据存储及外部输出等功能。

9.具有自动测环境温度、湿度的功能。

10.电源：内部有蓄电池，外接AC—220V充电。

11.主机尺寸：高130mm、200mm、250mm。

12.主机重约：5kg。/cn/product_view.asp?id=24石家庄核工业航测遥感中心REM-Ⅲ氡析出率仪/view/2606912.htm中国辐射防护研究院

技术性能半导体探测器，灵敏度：1.1×cph/Bq․m(氡)探测器前有靠静电作用收集Po离子的铝膜，采用抽屉式镶嵌铝膜结构，实现快速测量（高水平环境），普通环境不需要更换铝膜对Puα面源的探测效率：35%(2π)计数容量99999999，测量范围：5×10～10Bq/(m·s)

测量时间：方式2为1～120分内据其氡析出率高低自行设置，方式1为连续测量，可保存200个历史测量值具有可改变参数设置，自动显示，可即时给出测量结果等特点可不使用外置打印机，测量历史值按输出键即可查出环境温度：-5～40℃;相对湿度：≤90%供电电源：内置6V蓄电池，配有专门充电器尺寸与重量：290*290*280，6.5Kg测氡仪用途广泛应用于地下工程、矿山井下、旅游山洞、核设施场所、伴生铀矿系以及室内环境氡的测量、卫生监督与放射性检测评价，是一种寻找氡（钍）来源、氡治理、辐射安全评价等寻找氡源，降氡防氡等应用。氡及子体连续测量仪

使用条件

a)环境温度：-10～45℃

b)相对湿度：≤95%

c)供电电源：6V蓄电池，配充电器，电池充电一次可连续工作6小时左右；也可用AC220/50Hz。主要技术性能

a)探测器：半导体探测器，具有体积小，响应快，对γ不灵敏。

b)仪器本底：≤2cpm。灵敏度：1.2×10cps/Bq/m(氡)。

c)对Pu-α面源的探测效率：40%(2π)。

d)计数容量99999999；测量范围：氡/氡子体浓度2-1×10Bq/m，a潜能浓度：1×10-10J/m。

e)测量时间间隔：方式1（氡浓度测量），方式3（子体与潜能测量）均为26min，即26分给出结果；方式2为1～100分内据其氡水平高低自行设置定时氡浓度测量；仪器内部已设置为26min，可满足普通测量的需要；可配置微型打印机输出数据。

f)该仪器自动化程度高，可改变参数设置，自动显示，即时给出结果，设“输出”功能键，内部可存储100个历史测量结果。

g)微型采样泵：2L/min(内置)；Φ30普通滤纸。

h)尺寸与重量：245*245*255，3Kg./view/2606912.htm中国辐射防护研究院FYCDY便携式测氡仪

仪器特点

1.

可测量环境空气中氡、水中氡以及土壤中氡的浓度及析出率。2.

体积小、重量轻、便携式设计，适于野外工作携带。3.

4.3寸TFT彩色液晶显示屏，可多参数人机交互，界面友好，操作简单。4.

灵敏度高，可实现较低氡浓度的测量；当氡浓度超过设定限值，可实现自动报警。5.

交、直流两用，具有自动背光省电功