RAD7连续测氡仪说明书

发布时间:16-12-02 15:49分类:技术文章
标签:RAD7,RAD7测氡仪,RAD7测氡仪的维护与保养 只要小心地正确使用
RAD7测氡仪,其*所需要的维护保养*是常规的重新校验。对于此,应该把仪器送到
DURRIDGE
公司,公司将对仪器的状况进行检查,并会把新的校验因子固化入仪器的微电脑程序中。
如果仪器需要在恶劣的环境中使用,面板上可能会溅到水或污泥,因此应该把
RAD7放在箱子中或大的塑料袋中。其进气量可能从采样点使用塑料管而带入到容器中。出气口应该*好放在一个容器中,这样
RAD7测氡仪 *不会被周围的污染。 一、RAD7测氡仪使用和保养 1.1 干燥筒
随机提供两种规格的干燥筒,在 Normal 模式下,使用直径为 2
英寸的干燥筒。即使在高温情况下,大的干燥筒亦可连续使用几天,不用更换。
作嗅吸测量时,建议使用小型干燥管,该管子连续工作数小时,干燥剂可重复使用,把这些小颗粒从管子中倒出并均匀地撒在金属或玻璃器皿中。在
200℃(400℉)的温度下持续加热两小时,直到所有的颗粒都变成蓝色。然后在密封的容器中冷却后再装入到塑料管中。
1.1.1 大干燥筒 该筒可以装入约 500
克的无水干燥剂。这些干燥剂可以吸收至少其本身重量
10%的水,因此该圆柱体的含水量至少为 50 克。RAD7测氡仪 的泵流速为 1
升/分钟。当 RAD7 被设置成定时持续监测时,气泵将工作
20-30%的时间,假设其平均的流速为 0.3 升/分钟。
如下的表格所显示的是在不同的温度和湿度条件下空气的含水量,和在实验室用干燥剂的预期寿命:
RH(相对湿度) Deg.C(摄氏度) Deg.F(华氏度) Column Life
Days(使用寿命) 30% 20 68 23.1 30% 35 95 9.8 50% 20 68 13.1 50% 25 77
10 90% 10 50 13.7 90% 15 59 10 90% 20 68 7.4 90% 25 77 5.5 90% 30 86 4.2
1.1.2 小型干燥管(小型管) 每一个小型干燥管含有 30
克的脱水干燥剂,每个管子的含水量可达 3 克。假设
RAD7测氡仪的气泵持续工作,平均流速为 1.0
升/分钟。如下的表格显示的是小型干燥管在不同的湿度条件下的预期寿命。 RH
Deg.C Deg.F Tube Life Hours 30% 20 68 10 30% 35 95 4.2 50% 20 68 5.7 50%
25 77 4.3 90% 10 50 5.9 90% 15 59 4.3 90% 20 68 3.2 90% 25 77 2.4 90% 30
86 1.8 1.2 过滤器 随机提供的过滤器是和
RAD7测氡仪面板上金属进气口相配的。这些过滤器将阻止超细颗粒的粉尘和所有的氡子体进入到
RAD7测氡仪
的测试室中。若过滤器明显地出现阻塞的现象阻止空气的气流或退色时应及时更换。若发现空气不是很容易地通过过滤器时,即可更换过滤器了。

RAD7测氡仪使用在多尘环境中,灰尘将快速地在采样管、干燥管和进气口过滤器上聚集,这些灰尘将阻塞过滤器,限制空气气流并使泵工作不正常,*必须更换过滤器了。若想减慢灰尘的积累,建议在采样管进气口连接一个“预滤器”来阻止粗大的灰尘颗粒的进入。然后,进气口过滤器仅把通过预滤器和干燥系统的超细颗粒去除。
1.3 电池 RAD7测氡仪有足够的电池容量,在没有任何外部电源时,可以连续工作
2 到 3
天。电子线路将控制对电池充电和放电,来避免充电过量或破坏性的放电。如果按照下面的步骤来对电池进行维护,可让它们工作
2-5 年。 1.尽量使电池充满电,在使用过后马上对其进行充电。
2.若连接了交流电源并且电源开启时,电池将被充电。开关关闭时,插上电源线缆,开启电源开关,使
RAD7 处于快速充电模式下。 3.在 RAD7测氡仪
处于测量状态,充电将变得很慢。充满电需要 48 个小时。 4.RAD7测氡仪
处于不工作时,充电速度将更快。需要 24 个小时。(见第 3
个状态视窗)在电池充满电达到 7.10-7.20 伏。此时若 AC
电源未关闭,显示屏上的电池电压指示灯将发亮。 1.4 实时计时器和内存
RAD7测氡仪
上的实时计时器(RTC)内存单元(NVRAM)允许用户随时关闭电源而不丢失数据或中断时钟的时间和日期。该功能是由一个有
10 年使用寿命的锂电池来支持。 1.5 打印机和插头 打印机由 Hewlett Packard
公司提供的红外打印机,随机提供其原操作手册,熟悉其操作。放在 RAD7测氡仪
顶部的面板上来通过红外光与 RAD7测氡仪
通讯。打印机内置电池亦可用交流电供电。
打印机有一个自动关机模式来保持电池的能量。即当 RAD7测氡仪 无数据输出 10
分钟后自动关闭。进入休眠状态,此时要再次激活打印机,按下进纸键便可。
二、RAD7测氡仪工作参数 参数 *小和*大 温度 0℃-40℃ 32℉-104℉ 外部相对湿度
0%-95% 注意:无凝结物 内部相对湿度 0%-10% 电池电压 6.00V-7.20V
泵电流(泵体关闭) 00-10 泵电流(泵体开启) 30-90 高电压 2100V-2400V HV
负载循环 8%-20% 泄露电流(室温) 00-20 泄露电流(*高温度) 5-80
信号电压强度 0.15-0.30 三、RAD7测氡仪服务与维修 3.1 校验 DURRIDGE
公司本部配备一套可控制的标准氡气源的氡校验设备,还有一个环境温控的测试室。所有
RAD7测氡仪的调试和校验都是在这里完成的,公司直接根据 EPA 和
DOE的仪器标准对比对“原版 RAD7测氡仪”进行比较来标定
RAD7测氡仪。另外,我们间断性地和其他的氡气测试室进行相互比较。通常使用我们标准的
RAD7测氡仪 校验可以达到高于 2%的可重复性。总体的校验精度在±5%的范围。
3.2 维修 如果用户发现RAD7测氡仪工作不正常,
请*打电话和DURRIDGE公司的技术人员取得联系。一些“小故障”是可以通过咨询而解决。如果通过咨询还不能解决,请将仪器返还我公司进行修理。请寄上任何关于问题的文档(注释和打印结果等)和描述问题的简短的解释。务必在解释上写上用户的名字和电话号码。在收到仪器的
48
小时内,我们将打电话联系用户给你进行预测。记住其需要修理的仪器通常需要彻底的重新校验,因此在美国国内地区至少需要
1 个星期的周转时间。 3.3 装运 RAD7测氡仪 被装在一个塑料袋中,
用爆玉米花状的材料包裹,
*后再放入到另一个装有所有的附件的箱子中。所有运往 DURRIDGE
公司的返还运输都需要预付,除非你们另外要求,我们将使用和用户一样的运输方式,从“慢船”到“明日航班”的运费托收方式返送给你。
3.4 升级 不管用户何时发送 RAD7测氡仪
进行修理或校验,用户可以选择安装*新版本的软件。大多数的 RAD7
都可以根据*新的硬件设置而进行升级。当有 RAD7测氡仪
新的软件版本时,我们会间断性地通知用户。请通知我们用户是否需要进行更新。我们希望通过是仪器保持升级更新来使客户满意。
四、RAD7测氡仪质量保证 除了由 DURRIDGE
公司所执行的一年一度的检查和校验是*有效的质量保证以符合EPA
的主要要求,另外还能通过测试和观察对仪器性能进行评估。 4.1 频谱 由 HP
所打印出来的频谱至少一月一次要进行观察。
在运行结束后所打印的累计频谱有61*多的数据点,因此,对于这个目的是十分有用的。在
1-2
天的运行模式下,所要求的只是把打印机置放在仪器的面板上并把使用外接电源将其打开。选择什么样的版本没有多大问题,在运行结束后所打印出的汇总报告将在柱形图后还包括累积频谱。或者,RAD7
如果把打印版本设置成 LONG
时,将在每个周期后打印出频谱。不过,这只包括在那个周期中的记录。对于有用的频谱至少应该有
100
个记录。应该有很清晰界定的峰值并在频谱周围有很少或没有噪声。该峰值应该位于视窗的中心位置。清晰的频谱应该是仪器处于正常工作的指示,其数据很可靠、准确。
4.2 溢出量
由于从探测器表面的钋原子偶然发散出的α粒子,在其表面形成快速轨迹,故会在峰值上出现很小、能量低的尾数。使钋-214
计数从视窗 C 中溢出到视窗 B。在目前的 RAD7生产中,通常会有
1%~1.5%的量。其实际的值将在校验过程中和通过在有氡气对钍气的检测而对该现象进行补偿。
如果探测器在使用中受到污染或探测器有故障而形成噪声,这样将使得低能量尾数更大,或峰值更宽,溢出量随即增加。如果确信在测试室中没有钍气的话,其值是可以从任何的读数中计算出来的。在视窗
B 是 C 中的计数百分比将有内存中每个记录中的第 10 和11 字段上给出(见
5.1.6 章)
。溢出量是该两个字段中值的比。建议注意每个月中的溢出量。任何急剧的变化需对仪器进行探索,同时也是对频谱的一次检查。
五、RAD7测氡仪技术指标 RAD7测氡仪
的技术指标超过那些在北美所制造的氡气检测仪,
而其价格要比在范围内其他制造商低。RAD7测氡仪 技术指标如下:
•检测气体:氡 222、氡 220(钍)
•频谱:上*的*价廉物美并能够打印α能谱的仪器,可显示氡气和钍气的峰值。可以打印出氡气浓度在时间轴上变化情况。
•RAD测氡仪- 水附件:用于现场对水中氡进行快速和准确分析的。
•恢复:该领域中是*快的。并在 20 分钟内 RAD7 的读数可下降到其高值的 5%。
•远程控制:提供远程和调制解调器控制功能探测器:被动内置式的平面硅探测器,对来自其他探测器的震动和噪音不敏感,背景读数低。如无氡,RAD7
的氡视窗中*无记录。 •校验:十分的稳定,一般的漂移每年小于 2%
动态测量范围:0.1~10000 皮居里/升(4~400000 贝克/立方米) 。
•灵敏度:在嗅吸模式下:0.2CPM/pCi/L。在普通模式下:0.4CPM/pCi/L。
操作模式:48 小时和 24
小时的预置方案。连氡和钍嗅吸模式,高低二种灵敏度水
氡检测,空气采样测量。用户自行设置和保持功能。
•气泵:微电脑芯片控制,定时或持续:1 升/分钟 •数据存储:1000
个氡浓度测试,包括时间、日期、温度、湿度、电池电压、钍气和统计不确定度。
•数据显示:两行 16 个字符的液晶显示。多视窗和扩展性菜单。
•周期时间:可在 2 分钟到 24 个小时进行设置 •控制:键盘:4
个键,操作简单,预*编程的标准步骤。 •输出:RS-232
的接口,可以把数据下载到计算机上,若使用 RADLINK 软件可对 RAD7
进行远程控制。 •电源:110V(或 220V)6
伏,2.5Ah,可充电电池,每次充电后可使用 72 个小时
内置的充电器和电源管理系统。操作时有可供选择的 AC/DC 输入和内部电池供电
•环境:温度:0-50℃;相对湿度:5%~99%的无凝结物。存储温度:-40℃~60℃,
污染等级:二等 具体详细请查看:美国DURRIDGE RAD7测氡仪

发布时间:16-12-01 16:08分类:技术文章
标签:RAD7测氡仪,RAD7,RAD7测氡仪中文说明书
RAD7是*能对氡进行全面测量的通用多功能仪器,
它能在多种不同模式下工作以完成不同的测试目的。本手册采用了循序渐进的方法,首*详细介绍了如何在
1)实时监测和2)嗅吸模式下取得测试读数;然后又进一步地对仪器的许多功能特点和如何实现这些功能进行了详细的说明。其余部分则涵盖了其他一系列有关技术资料。
,建议用户*阅读整本手册,对本仪器有一个清晰的了解。这样当你*次使用
RAD7
时,*能够进行较好的测量操作。但可能要花上很长的时间才能掌握氡气和钍气测量中的微妙之处,并能够真正地认识到该仪器的卓越性能。
特别注意 RAD7测氡仪是*牢固耐用、 性能可靠的仪器。 然而, 这是一种高*,
高精度的电子设备,使用时务必小心,不要让水、其他液体或污染物进入到该仪器中。在那些可能会受到溅射,损坏或有雨水的地方使用时一定要对其进行保护。
RAD7测氡仪有一个安全保护功能,有时候可能会被用户无意间进行了设定,即键盘被锁定。如果键盘停止运作,
看到屏幕上显示 “DURRIDGE RAD7”, 只要按如下操作: 同时按下 Enter(确认)
和两个箭头键直至用户听到一次蜂鸣声后, 松开该三个按键后立即按下 MENU
(菜单)键。此时用户在屏幕上将看到”Test” (测试)
的字样。如果声调功能被设置成 OFF(关闭) , 那用户*无法听到蜂鸣声了,
因此用户可以同时按下上述的那三个键持续 3 到 4 秒种,在释放该三个键前按下
MENU(菜单)键。如果起初没有获得成功,按下的时间可以长一些或短一些。
1.初识 RAD7测氡仪 1.1 开箱 首*请确认所有主机和附件。
开箱去除包装材料,查看箱内物品是否与所附的装箱单上一样,如果有附件缺损,请马上与北京康高特科技有限公司联系,电话:010-68940148。
RAD7测氡仪 主机 1 台 电源线 2 根 背带和钥匙 1 套 打印机 1 台 Velcro 标签
2 个 打印纸 3 卷 进气口过滤器 6 个 粉尘过滤器 1 个 乙烯基管:3 英尺长1
根 大型干燥管 1 个 小型干燥管 4 个 干燥剂(干燥颗粒) 5 磅
数据软件(3.5˝) 1 张 与 PC 相通讯的电缆 1 根 操作手册 2 本 1.2
一般安全指示 为了用户和仪器的安全,请务必: 防止液体进入到仪器中;
防止仪器的操作面板暴露在水和其他水蒸气中; 防止液体被吸入到进气口中。
如果在恶劣环境中使用该仪器,请采取一些保护措施。用一个塑料袋子来包裹
RAD7测氡仪(但不要包裹采样气管)*可以使仪器不受液体的飞溅,烂泥或水的侵害了。
如果仪器中进了水,请拔掉电源线,关闭电源并把
RAD7测氡仪送还北京康高特科技有限公司进行维修。如果仪器被损坏或无法正常工作,请停止使用
RAD7测氡仪,并及时打电话与北京康高特科技有限公司的服务部门取得联系,我们会对用户所碰到的问题给于建议。
该仪器出厂时被设置成 220-240V(AC) 。其电池是 Gate Monobloc 型
0819-0012,6 伏,2.5
安培。在仪器内部装有两节这样的电池,用户不可对其进行更换。
警告:当使用外接电源时,务必要接地,电源线要用 3
脚的插头,供电电源必须有良好的接地端, 立即更换已磨损或损坏的电源电缆。
在任何情况下都不要打开仪器进行修理。 RAD7测氡仪 内部有 2500V
的高压,危险! ! ! 1.3 RAD7测氡仪外观 图1 RAD7电子测氡仪 1.4 设置为期
2 天的测试 将
RAD7测氡仪主机电源线,干燥剂筒(两端都有螺丝盖的大管装干燥剂) ,1
个进气口过滤、一根一端带有套管而另一端带有插头的塑胶管和打印机,按图 图
2 所示联接。 图 2 连接图
*次开启电源时,按你所在地的时区对时钟进行设置(见时钟设置: 2.4.11)
。打开RAD7测氡仪 的电源开关,按下 [MENU] 键,然后按 2 次 [ ]
箭头键。便可看到显示屏上的Setup(设置)的字样。按下[ENTER] 键,然后按
10 次 [ ] 键,便可看到 Setup Clock(设置时钟)的字样了,按下[ENTER]
键。用箭头键来对小时、分钟、秒、日、月、年调整,期间要按[ENTER]
键对每次的调整进行确认。
1)把过滤器连接到塑胶管上(使之与末端的插头连在一起) ;
2)小心地从干燥筒上取下塑料盖(测试完成后需重新封装该单元)
。将塑胶管末端的套管连接到气体干燥筒的远离螺丝盖接头处;
3)把过滤器连接到 RAD7测氡仪
的进气口处。此时仪器的气体采样系统已连接好了; 4)开启电源;
5)分别按下[新葡萄京娱乐场8455,MENU]键和[ENTER]键,然后按四次[
]箭头键,便可在液晶屏幕上看到 Test Purge(气路净化)的字样;
6)按下[ENTER] 键,气泵便应该启动了;
7)设置打印机(装入打印纸和电池-见 HP 打印机操作手册) ;
8)把打印机放置在 RAD7测氡仪 面板的绿色区域中(见照片,第 5 页) ;
9)经过一段时间的气路净化 (通常至少要 5分钟) , 按下[MENU] 键,
然后按2 次[ ]键,在屏幕上可看到Setup(设置) 。 10)按 2 次[ENTER]
键,重复按箭头键直到屏幕上显示: Protocol:2-Day,然后按下[ENTER]键。
11)看到 Setup 的显示字样后,按下[ENTER] 键,然后按 7 次[
]键,屏幕上显示Setup Format 时,按下[ENTER] 键后再使用箭头键来选择
Format:Short,按下[ENTER] 键; 12) 关闭
RAD7测氡仪,打开打印机的电源开关,再开启
RAD7测氡仪。打印机将打印如下样式的信息: DURRIDGE RAD7 Vers 2.5f 991128
Model 711 Serial 00512 Calib 21-May-99 17:30 Last used FRI 21-May-99
17:30 Current settings FRI 21-May-99 19:09 Protocol:2-Day Cycle:01:00
Recycle:48 Mode:Auto Thoron:Off Pump:Auto Tone:Geiger Format:Short
Units:pCi/L ℃ 13) 按下[MENU], [ENTER]和[ ]键,
在液晶屏幕上用户应该看到显示:Test Start(测试开始) 14) 按下[ENTER]
键,气泵开始工作。在液晶显示屏上用户见看到如下信息: 0101 Live Sniff
00:59:37 00001
用户现在*可检测用户所在地点氡的浓度水平了。每个小时,打印机将打印出如下样式的读数信息:
0102 2.69±0.73 p Sniff FRI 21-May-99 19:41 26.8℃ RH:7% B:7.06V 0102
中(01)为运行次数, (02)是周期数,2.69 是所测得的氡浓度, 0.73
是统计的不确定度, p 是所用的计量单位 (单位为 pCi/L) ,Sniff
显示的是在该读数中只有 Po-218 的衰变被记录下来
(三个小时后,其模式自动转换到 Normal 模式下) 。所打印的第 2
行信息清晰地指明了日期和时间,而所打印的第 3
行则显示在测试室中的温度和湿度,以及内部电池的电压。如果是
Medium(中)和 Long(长)的模式下则在每个周期中会打印更多的信息。
请注意如果打印机在只有电池供电的模式下运作时,那么在各打印段的间隙过程中它处于自动关机状态需要外接电源来解决
10分钟不运作*自动关机的问题。 RAD7测氡仪 完成一次运行后,
它会打印出整个运行期内的信息, 包括: 日期和时间 机器序列号
测试后的平均值 各单*读数的柱形图和 α能量的累积频谱 在上述例子中, 如图
图 3, 是从一间低氡气的房间中所获得的数据, 其平均值是1.02pCi/L,或
38Bq/m 3 。 欲终止仪器的测量,用户可以直接关闭 RAD7测氡仪
的电源,在上个完整周期中所收集到的数据,将自动保存在
RAD7测氡仪内存中,可以留作今后使用,打印或上载到 PC
机上。如果用户还想把目前没有完成的周期内的数据也保存下来, 在关闭 RAD7
电源前, 可使用 Test
Save(测试保存)这项功能。其记录的数据将保存在内存中,在任何时候都可以进行打印,除了累积频谱将在运行的*后阶段进行打印,其他数据会丢失。
1.5 设置嗅吸测试
嗅吸测试可以使用户对氡气和钍气进行快速、总量的检测。该模式可以用来搜索氡气入口,同时对钍气和氡气进行嗅吸时会有很多优点,其步骤描述如下:使用
RAD7测氡仪 在“为期
2天”的模式下的测试,为操作方便,使用一个小型的干燥管来代替实验室用的干燥筒,仪器的连接如图
图 2 所示,而使用其自带的电池进行工作。 1)
把过滤器连接到管子上(使之与末端的插头连在一起) ; 2)
小心地从气体干燥筒上取下塑料盖(以后用户会用到它们来重新封装该单元)
。将管子末端的套管连接到气体干燥筒的接头处,使之远离螺丝盖; 3)
把过滤器连接到 RAD7 的入气口上。
此时被设置好的仪器气体采样系统*可开始测试了; 4) 接上 RAD7 并开启; 5)
按下[MENU] 键和[ENTER]
键,然后按四次箭头键。此时用户便可在液晶屏幕上看到 Test Purge
(气路净化)的字样; 6) 按下[ENTER] 键,气泵便启动了; 7)
设置打印机(装入打印纸和电池-见 HP 打印机操作手册) 。插入打印机适配器;
8) 把打印机放置在表面面板的绿色区域中(见照片第 5 页) ; 9)
经过一段时间的净化(通常至少要 5 分钟) ,按下[MENU] 键,然后按 2
次箭头键,在屏幕上用户便可看到 Setup(设置) 。 10) 按 2 次[ENTER]
键,然后重复按箭头键直到用户看到:屏幕上显示:
Protocol:2-Day,然后按下[ENTER] 键。 11) 看到 Setup
的显示字样后,按下[ENTER] 键,然后按 7 次箭头键,屏幕上显示Setup
Format 时,按下[ENTER] 键后再使用箭头键来选择
Format:Short,再按下[ENTER] 键; 12) 关闭
RAD7测氡仪,打开打印机的电源开关,现在开启
RAD7测氡仪。打印机将打印出如下样式的信息: DURRIDGE RAD7 Vers 2.5f
991128 Model 711 Serial 00512 Calib 21-May-01 17:30 Last used FRI
23-May-01 19:09 Current settings FRI 25-May-01 19:09 Protocol: Thoron
Cycle: 00:05 Recycle: 00 Mode: Sniff Thoron: On Pump:Auto Tone: Geiger
Format: Short Units:pCi/L ℃ 13) 按下[MENU],[ENTER]
和箭头键,在液晶屏幕上用户应该看到显示:Test Start(测试开始)
14)按下[ENTER]
键,气泵将自动开始运作。在液晶显示屏上用户将看到如下信息: 201 Live
Sniff 00:04:37 00001 用户现在*开始对钍气和氡气进行嗅吸测试了。每过 5
分钟,打印机将打印出如下样式的读数信息: 0203 2.69 ±2.83 p Sniff 1.68
±2.15 p Thoron FRI 21-MAY-99 19:41 26.8 ℃ RH:7% B:7.06V 0203
中(02)为运行次数, (03)是周期数,2.69 是所测得的氡浓度,2.83
是统计的不确定度,p 为计量单位(单位为 pCi/L) ,Sniff
显示的是在该读数中只有 Po-218 的衰变被记录下来。所打印的第 2
行是所测得的钍气的浓度和不确定度,所打印的第 3
行则显示当前的日期和时间,而所打印的第 4
行则显示了在测试室中的温度和湿度,以及电池电压。如果是 Medium(中)和
Long(长)的模式下则在每个周期中会打印更多的信息。 注意 Po-218 有 3
分钟的半衰期, 若仪器被移到一个新的地点时, 则需要大约 15
分钟的时间来和新的氡浓度保持平衡,因此除非经过第 3 个 5
分钟的周期,其读数将不会显示一个新浓度。不过,对于钍气的子体,Po-216
具有很短时间的半衰期(150 毫秒)
,因此RAD7对钍气的反映将几乎是即时性的。而对于钍气,*次的 5
分钟周期将和其余周期中一样。
钍气只能在比较靠近氡气的进入地点处被发现,同时,伴有很快的响应时间,使钍气嗅吸成为对氡气进入地点很好的追踪方式。需要在任何时候终止测量,用户只要关闭
RAD7 的电源开关,在完成的周期中所收集到的数据将会存储在 RAD7
的内存记忆中,可以用于今后的读数显示、打印和上载到 PC 机上。
具体详细请查看:美国DURRIDGE RAD7测氡仪

发布时间:16-12-05 09:45分类:技术文章
标签:RAD7连续测氡仪说明书,RAD7连续测氡仪,RAD7
一、RAD7测氡仪目前在电子氡检测仪中使用三种类型的α粒子探测器:
1.闪烁室或“Lucus 传感器” 2.离子室 3.固态α探测器
每一种类型相对于其他类型都有优缺点。该三种类型都可以测出低背景读数的α粒子。DURRIDGE
公司的 RAD7测氡仪
使用固态的α探测器。固态的探测器是一种半导体材料(通常是硅),
它将直接把α放射线辐射转换成电子信号。
固态设备的一个*重要的优点*是耐久性,而另一个优点*是用电子技术来检测每一个α粒子的能量,这样*可能检测出哪个同位素(钋-218,钋-214
等)释放出放射性辐射,因而能区分出新氡和旧氡,氡和钍,信号和噪音了,
这种技术*是所熟知的α光谱测定法, 在嗅吸和采样测量中有很大的优势。 除了
RAD7测氡仪,几乎没有什么仪器能够做到这一点。 二、RAD7测氡仪取样器
嗅吸*是对现场读数进行快速的测量,以便使用户对氡浓度有一个大致的概念,而不必按
EPA 的规定测试等待 48 小时。该种技术通常用来寻找建筑物中氡的进入口处。
RAD7测氡仪的*的地方*是对钍气进行嗅吸检测的能力。
钋-216有150毫秒的半衰期,仪器的响应是即时的。*的推延是把空气样品送入到采样室所需要的时间,需要大约
45秒种。 三、RAD7测氡仪工作水平
氡浓度是通过对氡辐射检测实现的。用来对空气中氡子体进行检测的装置,称为“工作水平型
”监测器。工作水平监测器通过一个精致的过滤器来对空气样本进行采集,然后对过滤器进行辐射测试。氡气的衰变产物是金属物质,它们会黏附在过滤器上并由工作水平监测器仪器来进行记录。氡-222
是一种惰性气体,它可通过过滤器,所以在该装置中是不会被记录的。因此,工作水平监测器将检测的是空气中氡的子体钋-218
的浓度,而不是直接的氡浓度水平。 另一方面, RAD7测氡仪
中固态探测器将检测氡气的浓度, 而氡的子体对测量并无影响。
RAD7测氡仪将通过一个可除去氡子体的精致进气口过滤器把空气送入到采样室进行分析,
氡将在 RAD7的采样室中衰变,检测出α射线,尤其是钋的同位素。虽然 RAD7
在内部对子体的辐射也进行检测,但它只检测氡浓度。简单来说,RAD7
固态探测器并不检测氡子体的浓度(工作水平监测器检测)
,而只检测氡气的浓度。 四、RAD7测氡仪的固态传感器 RAD7测氡仪
的内部采样单元是一个 0.7
升的半球状物,里面涂有导电涂层。在半球的中心位置是一个固态型离子植入式平面硅的α探测器,在导电涂层与固态探测器之间加有
2000~2500V
高压,因而在内部空间形成一个电场,该电场将把带正电的微粒推向固态探测器上。一个在传感器内部的氡-222
原子核衰变后形成带正电的钋-218
的原子核。在内部的电场作用下使黏附在探测器上。当半衰期短的钋-218
在传感器活性表面上衰变时,其α粒子有
50%的可能性形成和α粒子能量成正比的一个电信号,该原子核在随后的衰变中将形成不会被检测出的β粒子,或有不同能量的α粒子。不同的同位素有形成α粒子的能量粒子,故在探测器中产生出不同强度的信号。
五、RAD7测氡仪频谱 RAD7测氡仪的频谱,见图 图 4,即α粒子能量刻度范围为
0~10 兆电子伏特(MeV) ,氡及其子体所产生的α粒子能量在 6~9
兆电子伏特(MeV)之间。
当氡和钍的子体在探测器的表面进行衰变时,它们将释放出α粒子直接进入到固态探测器中。探测器将发出一个电信号,电子线路将该信号放大后,转化成数字信号。RAD7的微处理器将捕获该信号并按照其粒子能量大小而存放在内存中特定地址。而众多信号的汇总便形成了一个频谱。
RAD7测氡仪把范围 0-10MeV 的能量的频谱划分为 200 个等级,每个等级代数按
0.05MeV 为一个通道。 当 RAD7 检测到一个α粒子时, 它在该 200
个记录中的某个等级内增加 1, 这样,RAD7
将操纵、压缩、打印并把数据存储在长期内存中。然后把所有 200
通道设置回零,以便开始新的测量。
在频谱上出现的不同的α发射体的组合*是一系列不同的峰值,例如,等量的钋-218和钋-214
(在氡裂变物平衡时将出现) 的组合将会出现成对的α峰值, 其中一个峰值
(钋-218)的中心位置在 6.00MeV 处,而另一个(钋 214)则为 7.69MeV。
章节中的频谱 b
示例,*是氡和能发射α粒子的子体在平衡状态下的特征图。一般当氡浓度恒定时经数小时测量后即能看到这样的频谱。由氡-222
直接释放出的 5.49MeV 的α粒子将不出现在 RAD7测氡仪
的频谱上,因为它存在于空气中而不是在探测器的表面上。氡-222原子是惰性的,无法被吸附到固态的探测器上,只有当其衰变成为钋-218
时才带正电,此时才会被引向探测器的表面。
RAD7测氡仪的频谱能显示出氡的子体,不是氡本身。不要把 RAD7
的频谱和工作水平探测仪的仪器相混淆。其α峰值的显示可能一样,但是 RAD7
真正测试的是氡气而不是工作水平。 六、RAD7测氡仪视窗 RAD7测氡仪将这 200
个通道的能谱分成 8 个单*的“视窗” 。例如视窗 A *涵盖了5.40-6.40MeV
的能量范围,因此视窗 A 包括了来自钋-218 的 6.00MeV
的α粒子。把原始的频谱数据转化成氡浓度的*步是把各个视窗中的计数相加并除以探测器的“有效工作时间”或实际的数据收集时间,RAD7
的微处理器将完成该任务,并以上述方式把结果存储到内存中。
用户可以重现并打印以前测量的视窗数据信息。RAD7
在把数据存储到内存之前将把视窗 E、F、G 和 H 合起来组成视窗
O,打印频谱清晰地以点线的形式显示出视窗 A、B、C、D。 每个视窗的功能:
视窗 A:氡气嗅吸模式计数。该视窗计数时间共 3 分钟,将钋-218 衰变时能量为
6.00Mev的α粒子记录下来。 视窗 B:钍气 1 号视窗:计数时间为 0.15
秒,将钋-216 衰变时能量为 6.78MeVα粒子录下来。该视窗是介于视窗 A
和氡的其他子体视窗 C
之间,它可能会有一些来自邻近视窗所的粒子被记录下来。 视窗 C:钋-214
的记录:是氡的第四代子体,能量为 7.69MeV 的α粒子数,它的有效半衰期接近 1
小时。 视窗 D:钍气 2 号视窗:钋-212 衰变时,发射出能量为
8.78Mevα粒子,即被它收在该视窗中,其半衰期大约为 10 小时。 视窗
E:高能量视窗:通常是接近零记录的诊断性视窗。如果在该视窗中的记录是视窗
A、B、C、D 中一个较大的分数值,那么 RAD7 可能工作异常。 视窗
F:低噪音记录:一个给出前 10 个通道中所有记录的诊断性视窗。在视窗 F
中计数速度是对 RAD7 系统中的一种噪声测试。如果 RAD7
在高温下进行操作,噪声数大,那么这些记录值将很高。 视窗
G:中等噪音记录:一个通道范围在 30-40
内的所有记录的诊断性视窗。即使当视窗 F有很高的记录值,通常视窗 G
中是几乎没有记录的。 视窗 H:高强度噪音或钋-210 视窗:该视窗记录为
Pb210(铅-210)的第三代子体钋-210α粒子能量范围在 5.31MeV。由于铅-210(22
年的半衰期)是我们所测试的氡裂变物的裂变的结果,这种同位素将通过对高浓度氡气的持续测量或经过很多年的正常使用而在敏感的探测器表面生成,该视窗将不用于对氡浓度水平的计算,因此即使有同位素的存在,RAD7仍将正常工作,而且其背景读数不会受到影响。
视窗 O: “其他”视窗的综合窗口:RAD7 将对视窗 E、F、G 和 H
分组后再综合成视窗。视窗 O 将捕获所有未进入到视窗 A、B、C 和 D
的α粒子,如果视窗 O
总是超过总计数的30%,应该对频谱打印进行检查,看是否有异常现象。
七、RAD7测氡仪同位素平衡 一台*清洁,没有氡或氡子体的
RAD7测氡仪,其探测器能检测到什么?几乎没有。由于仪器部件材料不可避免受污染,每小时将有少于一个α粒子的记录。这是仪器固有的背景读数,可以忽略不计。因为固有背景将测试值增加
0.01 皮居里/升,远远低于室外空气中氡的浓度(通常为 0.10 到 1.00
皮居里/升) 。 现在把一些氡引入到 RAD7测氡仪
中,用户看到了什么?*初时,可能什么也没有,但是几分钟过后,用户可以看到视窗
A 中开始有记录了,RAD7
将对每次的计数发出轻快的唧唧声,那是采样室中氡-222 衰变成钋-218
而发出的声音。 对于*初的 5
分钟左右的时间,计数值增加速度较快,然后开始接近一个稳定的水平。经过 10
分钟后,氡-222 的衰变速度及其子体,钋-218
的形成已经达到平衡。35平衡状态是在其衰变产物的活动稳定时,既不上升也不下降。处于这个点的位置时,几乎所有的α粒子被记录在计数视窗
A 中,在打印出的频谱上可看到一个的峰值。
但是其总的计数速度仍在继续缓慢上升。此时,可看到在视窗 C
中出现计数值。刚开始时只有少数,但在其后的一两个小时时间中将会越来越大。经过
3
小时或更长时间后,当其子体达到动态平衡时。在打印出的频谱上将出现特征双峰:视窗
A 中的钋-218 和视窗C 中的钋-214,其峰值几乎相同。 现在给 RAD7测氡仪
通入新鲜,不含氡的空气,在视窗 A
中的计数速度将立即开始下降,*如用户*次通入氡气开始上升的速度一样快。由于
RAD7 内部没有氡存在时,也*没有了钋-218 的源头。钋-218 特征半衰期为 3.05
分钟。 3.05 分钟后,在视窗 A 中的计数速率为原*的一半;6.10
分钟后,其计数速率再减半,即为*初的四分之一。经过 10 分钟后,在视窗 A
不再计数了,但是对于视窗 C 却不是这种情况,在视窗 C
中仍显示这一个单*的峰值。 视窗 C
中的峰值要经过较长时间才会消失,半个小时过后,在视窗 C
中的记录速度还没有减半,钋-214
可能只有很短的半衰期,但是其母体元素铅-214 和铋-214 不是这样。铅-214
的半衰期为 26.8 分钟,铋-214 的为 19.8 分钟。
当用户完全去除氡的时候,在视窗 C 中的计数要完全停止前也许需要 3
小时或更长时间。由于它代表的是数小时前存在于 RAD7 中的氡,因此我们把视窗
C 称做为“旧氡”视窗。 在视窗 B 和 D
中的时间效应是相同的,但有显著区别。RAD7 对钋-216
的响应无延迟,因此在视窗 B
中的计数速率和测试室中的钍气测量平衡。与之相反,钋-212 的衰变有 10
小时的半衰期,因此视窗 D
需要几天时间才能达到平衡状态,因此在对钍气进行嗅吸时,视窗 D
不会做记录。 八、RAD7测氡仪模式: Sniff 和 Auto ( 嗅吸和自动)
如无法从“新”氡中分辨出“旧”氡的衰变物将使测量变得比较困难。目前,很多的氡检测仪都无法解决该问题,RAD7测氡仪
可做到这一点。只要把 RAD7 设置成 Sniff 模式。 Sniff 模式意味着
RAD7测氡仪 将只记录在视窗 A 中而不计视窗 C 的氡浓度。
此时仪器是即时测量。在 Sniff 模式下,可对采样室进行净化处理,在 10
分钟内,可使用较合理的精度来对低浓度氡进行检测。用户也可以在数分钟内从一个点移动到另一个点寻找氡气入口处。对于在一个地方数小时的连续监测,可选择
Normal 模式,该模式意味着 RAD7 将同时使用在视窗 A 和 C
中的氡浓度峰值来计算其浓度。在两倍的计数速率下,可有效提高测量的精度。在室内环境中,氡浓度很少出现大的波动,故不需要使用
Sniff 模式作持续监测。 用户*好选用 Auto 模式,这样,RAD7测氡仪 开始将以
Sniff 模式来进行测量,然后经过 3个小时后,将自动地转换成 Normal
模式。*初几个周期中给出的无偶读数,既无残留在检测器上的旧氡子体,亦无在
C
视窗中缓慢形成的氡及其子体的平衡浓度值。所给出读数精度较高,得益于每周期中所进行的两倍计数速率测量。
对于实时监测,用户*好总是把模式设置为 AUTO。RAD7测氡仪
快速跟踪氡衰变速度,并不受*测试的干扰。*终测出的平均值更为精确和可靠。
九、RAD7测氡仪背景读数,干扰和污染 “Background”
(背景读数)指的是即使在没有氡气的情况下,所出现的噪声计数。背景读数将根据仪器的特性、元器件、环境中的其他形式的辐射或仪器受污染而变化。
RAD7测氡仪比其他氡检测仪受背景读数的影响要小得多,但仍应注意 RAD7
中的背景读数来减少误差。RAD7测氡仪 的背景读数变化来自以下原因。 9.1
短暂存在的氡和钍的衰变物 这是造成 RAD7测氡仪
背景读数的重要因素。氡和钍的衰变物即使在氡气和钍气从仪器中清除去后,在一段时间内仍会在
RAD7
中的固态探测器产生α的记录。这些逗留的衰变物如图在采集高浓度氡后,立即测试低浓度氡样品时,会对测量结果引起不小的干扰。
大多数氡检测仪都需要在测试另一样品前等这些裂变物都衰变完(约 3
小时)才能进行。而 RAD7 可在 Sniff
模式下在几分钟内直接从高浓度场合进入到低浓度场合进行测试,由于 RAD7
能根据α能量的不同区分出不同子体发射的α粒子。其结果仅受到 3.05
分钟半衰期影响,因此,在扣除的 10 分钟计数后,其背景读数将下降不到
10%,同时可对新样品开始测量。
钍的子体比氡的子体要难处理,一种钍子体铅-212 有 10.6
小时的半衰期,因此,对于其他的氡检测仪,如果其中有大量这种子体存在,该仪器需要等上一两天才可以使用。而RAD7
能以α的能量来区分其裂变物能力总能使之能够持续工作。 9.2 可吸附的氡气
氡原子可以吸附在 RAD7
的内部表面的管道内部或干燥剂的微粒上。这些氡在对仪器进行净化后仍会留下来,然后从表面逸出而进入到采样单元中,因为只有很少量被吸附,这种影响通常可以忽略不计。但是如果在很高的氡浓度下(超过
1000 皮居里/升)
,即使是很小的量也会变得十分的重要,在对仪器进行净化后,用户仍将可以看到一些残留的氡。解决方法是每过几小时进行
10 分钟的净化直到其计数速率降下来,
即使在*糟糕的情况下,氡全部半衰期时间需 3.82 天,*终仍能再次使用仪器。
9.3 固有背景读数 RAD7测氡仪
构件的材料不能受较低浓度的α粒子的污染,故即使在没有氡存在时,
仍可能看到两小时一次的计数(0.009cpm) ,这个计数速率,相当于 0.02
皮居里/升,在进行氡常规检测时可以忽略。但是对于很低的室外氡浓度,或者是十分干净的房间中进行测量时,这个背景读数*可能显得很重要了。通过
RAD7
进行长期监测,仍可以对上述环境进行测量。考虑到因为背景读数对低浓度读数进行修正,即将检测到数据扣除
0.02Pci/L 即可。 9.4 长期氡子体 在较高氡浓度下使用多年后,RAD7
探测器将有铅-210 的沉积,它是一种有 22 年衰变期的同位素, 尽管铅-210
本身是β射线, 它其中的一种子体能产生出 5.3MeV 的α粒子的钋-210,RAD7
将根据其能量来区分这种同位素,并把其从计算值中去除。即使经过数年的正常使用,铅-210
的形成也不会影响到 RAD7 的背景读数。 9.5 氡, 钍气和固体物质的污染
如果氡或钍产出的固体物质,如镭-226 或钍-228
将堵塞进气口软管或过滤器,他们所释放出的氡气或钍气会通过过滤器进入到仪器内部。某些粉末状的土壤可能含有很多这种同位素而导致这种现象的发生,如果怀疑有此种污染情况的发生,请与
DURRIDGE 公司取得联系。 9.6 其他α粒子辐射
只要用户对进入的空气进行过滤,仪器*不会被其他α放射物污染,也*是说,进气口过滤器会阻挡住所有的固体物质的进入,除了氡和钍以外自然生成的α粒子气体氡-219,或“锕射气”
。其半衰期很短(少于 4 秒种) ,为自然生成的镭-235
的产物,但是由于镭-235比镭-238(是氡-222 的前身)的量要少的多。 9.7
β和γ放射物 RAD7测氡仪的固态α粒子探测器对β和γ辐射是不灵敏的,
因此不会有来自β和γ辐射场的干扰。高强度的β和γ辐射*有可能影响探测器漏电流和α峰值宽度的增加。一般环境下不会对
RAD7测氡仪产生影响。 十、RAD7测氡仪Precision&Accuracy ( 高精密及高正确性
) “高精密”定义为与可靠性,一致性和重复性有关的描述器测量性能的概念。
“误差”定义为与测量标准符合误差的一个概念。一台误差小的仪器,其测量一定是精度高的,但是一台精度高的仪器却不一定误差*少。只要遵循程序操作,计数统计处理将决定
RAD7的精确度。环境因素常规模式的操作不形成大的影响。除了精确度外,为保证
RAD7 误差小的主要因素。 DURRIDGE
公司用“原版标准”仪器对所有的仪器相对于原版仪器进行校验,校验气误差为±2。而原版标准仪器则用美国环保局和美国能量部校验气的内部比较进行了校验。我们估计该原版仪器校验,误差在±4%以内。因此估计RAD7
的总校验精度在±5%左右。我们正期望着在校验标准和溯源性上有新的发展,可以提高校验的精度。
下面的表格按计数统计的分布时 RAD7
的精密性作一小结,计数统计依赖于灵敏度和背景计数速率为据。RAD7“固定”的背景计数速率十分缓慢,因此误差方面来说,对表中对被测的氡浓度可忽略不计。环境和其他因素对误差的影响为±2%左右。RAD7
不确定度的报告是单*以计数统计的精度来估计的,如表所示它是一个 2
位统计字符的值: RAD7测氡仪中典型的基于计数统计的精度 在 Normal
模式灵敏度为 0.4000cpm/pCi/L。表中值为在 95%置信度下,用 pCi/L
为计量单位下的精度。 参数1pCi/L4pCi/L20pCi/L100pCi/L1
小时0.41(41%)0.82(20%)1.83(9.1%)4.08(4.1%)2
小时0.29(29%)0.58(14%)1.29(6.5%)2.89(2.9%)6
小时0.17(17%)0.33(8.3%)0.75(3.7%)1.67(1.7%)24
小时0.08(8.3%)0.17(4.2%)0.37(1.9%)0.83(0.8%)48
小时0.06(5.9%)0.12(2.9%)0.26(1.3%)0.59(0.6%)72
小时0.05(4.8%)0.10(2.4%)0.21(1.1%)0.48(0.5%)
十一、RAD7测氡仪频谱示例 11.1 各种操作状态下的氡气频谱 a:
平衡状态下理想的氡浓度
当探测器和电子线路达到理论上的理想状态下的频谱图,在完全平衡时,两者的峰值是等高的。
A6.00MeV 钋-218 C 7.69MeV 钋-214 b: 完全平衡状态下实际的氡拼谱
三个小时后氡气浓度已不再变化,在视窗 C 中的计数速率将和在视窗 A
中大致相等。 c: 新氡(出现在视窗 A 中) RAD7
暴露在氡气中少于一小时的频谱。其视窗 C 中的峰值刚刚开始上升,
但是其计数速度仍比视窗 A 中的要慢。 d: 旧氡(残留在视窗 C 中)
在用不含氡的空气对仪器进行净化超过10分钟后RAD7的频谱,随后便开始露于氡气中。
11.2 钍气频谱 e: 新氡 在不断采集含钍丰富的空气过程中的 RAD7 的频谱B
6.78MeV 钋 216 f: 平衡状态下的钍 在持续不断采集含钍丰富的空气超过 12
个小时的频谱。其视窗 A 中的计数速率应该为视窗 D 中计数速率的一半。 A
6.05MeV 铋 212 B 6.78MeV 钋 216 D 8.78MeV 钋 212 g: 旧氡
在对含钍气丰富的空气进行采样中断后很长一段时间后的频谱。其视窗 B
中的钍气的峰值将马上消失,而余下的两个峰值将以 10.6
小时的半衰期一起开始下降, 在视窗 A 中的计数速率应该是在视窗 D
中速率的一半。 11.3 综合频谱
氡气和钍气频谱可以合并在一起而组成综合频谱。视窗 B 和/或视窗 D
中的峰值来自钍,而视窗 C 中的频谱来自氡,在视窗 A
中的峰值通常是完全来自氡的,但是如果在视窗 D 中也有一个峰值,则 D
中将有一半的计数将加入到视窗 A 的峰值上。 h: 新氡及新钍 i:
与新钍达到平衡状态下的氡 j:与稳态下的钍达到平衡状态下的氡 视窗 A
中的计数速率大约是视窗 C 中的速率加上视窗 D中速率的一半。 A 6.00MeV 钋
218 +6.05MeV 铋 212 B 6.78MeV 钋 216 C 7.69MeV 钋 214 D 8.78MeV 钋 212
k: 与旧钍平衡时的氡 视窗 A 中的记录速度大约为视窗 C 中的速度加上视窗
D中速度的一半。 l: 含有旧钍的旧氡 和 k 的频谱看起来差不多, 但是视窗 A
中的计数速率只不到视窗 D 中的记述速率的一半。 m: 含有旧钍的新氡 旧钍*如
g 中的频谱看起来差不多, 但是在视窗 A 中的计数速率要远超过在视窗 D
中的计数速度的一半。 n:含有旧氡的新钍 11.4 异常频谱 如果出现如下的情形,
并且无法找出外部原因, 用户应该和 DURRIDGE
公司马上取得联系。较好的方式是发电子邮件至 service@durridge.com。 o:
无计数 试一下采样更长的记录时间。如果 1
个小时内还是没有任何记录,那*清楚地表明仪器有故障 p: 计数量极小
若在较低浓度的氡和较短时间的测量,则为正常,否则这种情况可能是由空气气流的中断或者是在高电压电路的故障所引起。
q: 铅-210/钋-210 在 5.3MeV
上的持续峰值,可能由于多年的经常使用而形成,或者是持续地暴露于高浓度的氡气水平下。因铅-210
在探测器表面累积的结果,铅-210 有 22 年的半衰期,对于 RAD7
来说,这没什么问题,因为其峰值在视窗 A
的范围外,不会对背景读数造成影响。 r: 宽α峰值
通常是由系统内电子噪音所引起,或者由震动、高温操作环境所引起。 s:
杂乱频谱 α峰值是无法用眼睛来辨别的严重的电子噪声 t: 低能量噪声
该频谱与氡或钍,这种电子噪声可能是间断性的的或者与震动有关。 u: 峰值移位
峰值显示正常,但是位置不对,表明 RAD7 有故障,应立即送回 DURRIDGE
公司进行维修。 v: α峰值上的出现大拖尾
其峰值较窄,但是却有异常的拖尾,这也许是由于电子设备的噪音或α探测器有故障所引起的。
具体详细信息请查看:美国DURRIDGE RAD7测氡仪

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