基于PIPS半导体探测器的核电站放射性气溶胶测量(3)

第8期王益元，等：基于PIPS半导体探测器的核电站放射性气溶胶测量系统设计·139·

端PIPS探测器测量气溶胶粒子发射的α，β射线及

环境与气溶胶粒子的γ射线，探测器和过滤装置间使后端PIPS用特殊设计的准直结构对射线进行准直，

探测器测量环境与气溶胶粒子的γ射线。2个探测器的测量数据经过专门的算法处理后就可得到放射性气溶胶的比活度。

确的人工α放射性气溶胶和人工β放射性气溶胶比活度。

4结语

本文采用新型PIPS半导体探测器设计了一种核电站放射性气溶胶监测系统，并对系统组成、探测器内部结构、测量原理和数据分析方法进行了介绍。基于PIPS探测器的放射性气溶胶测量技术具有以下优点：

1）测量实时性强。能谱测量技术在有效的运算法则配合下可以实时的测量计算出人工放射性气溶胶和天然放射性气溶胶比活度，响应速度快。2）灵敏度高、测量范围宽。PIPS探测器有效灵

对γ射线探测效率低，仪器环境本底敏层厚度很薄，

对放射性气溶胶更灵敏，对α射线探测计数率更低，

效率高（100%），可高效、准确地测量人工放射性气溶胶。

3）测量结果准确可靠。对天然放射性气溶胶和环境本底的准确测量和剔除，使得人工放射性气溶胶

3测量能谱分析

基于PIPS探测器的气溶胶测量系统测量到的典

型能谱示意图如图5所示

。

图5

Fig.5

放射性气溶胶典型能谱

Thetypicalenergyspectrumofradiactiveaerosol

比活度的测量结果准确可靠。

4）测量目的多样化。可同时测量人工α放射性气溶胶比活度、人工β放射性气溶胶比活度量、多种天然放射性气溶胶比活度及γ辐射本底。

5）探测器体积小、重量轻。PIPS半导体探测器

厚度薄，对环境γ本底不灵敏，不需要太多的面积小、

铅屏蔽来屏蔽环境本底的影响，基于这种探测器设计

的放射性气溶胶测量设备体积小、重量轻，安装、调试和维护保养方便。

因此，基于新型PIPS半导体探测器设计的核电站放射性气溶胶监测系统具有多方面优点，可在一定γ本底干扰下很好的进行放射性气溶胶α，β能谱测量，可准确区分天然和人工放射性气溶胶，非常适合于核电站放射性气溶胶测量。参考文献：

［1］程业勋，．王南萍，侯胜利．核辐射场与放射性勘查［M］

2008．北京：地质出版社，

［2］刘忠立．半导体辐射探测器［M］．北京：国防工业出版

2004．285－286．社，

［3］汪晓莲，M］．合肥：李澄，邵明，陈宏芳．粒子探测技术［

2009．197－198．中国科学技术大学出版社，

该能谱是α，β，γ的混合能谱，气溶胶放射性比

活度计算有效区间如图中所示，共有A～E五个有效区间。其中区间A是低能区的β，γ区间，该区间测量到的计数中包含人工β放射性气溶胶的β射线计数、环境γ本底计数、天然放射性气溶胶β，γ计数；区间B是中能区的α放射性粒子能量区间，该区间测量到的计数为多种人工α放射性气溶胶产生的α

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射线总计数；区间C是铀系天然放射性气溶胶Po发射的α射线总计数；区间D是铀系天然放射性气

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溶胶Po发射的α射线总计数；区间E是钍系天然

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放射性气溶胶Po发射的α射线总计数。

PIPS探测器的测量能谱分辨率高，特别是在高218214212

能端（＞5MeV）可精确区分Po，Po和Po的α射线能峰，由于没有其他高能粒子干扰，很容易计算

出每个有效能峰的计数率。因此，通过对各能量区间α射线的测量，利用一定的运算法则可计算出各种氡钍及其衰变子体对测量能谱的影响，从而扣除天然放射性气溶胶，同时利用后端PIPS探测器测量的γ射线，从而扣除γ射线的影响，最终得到大气环境中精