專利名稱：基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中使用的一種基于虛擬源原理的航空放射 性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝置。
背景技術(shù)：
航空放射性測(cè)量(簡(jiǎn)稱航測(cè))具有大范圍快速探測(cè)地表放射性的能力。我國航測(cè) 系統(tǒng)原用于有高能Y輻射的天然放射性調(diào)查，將其用于人工放射性核素(如137Cs和活化 產(chǎn)物等)放射性污染調(diào)查，原理上是可行的，但需要建立系統(tǒng)的刻度技術(shù)方法。航測(cè)刻度主 要有航測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換因子刻度和剝離系數(shù)刻度等。航測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換因子是指航測(cè)系統(tǒng)測(cè)量的放射性核素特征Y射線凈計(jì)數(shù)率與地面 核素放射性活度濃度間的轉(zhuǎn)換系數(shù)。由于航測(cè)是在空中測(cè)量，探測(cè)范圍大，且采用固定翼飛 機(jī)動(dòng)態(tài)測(cè)量，無法懸停，在空中進(jìn)行轉(zhuǎn)換因子刻度需要足夠大面積的源。轉(zhuǎn)換因子理論計(jì)算 結(jié)果受角響應(yīng)影響大，而實(shí)際航測(cè)系統(tǒng)的角響應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以準(zhǔn)確刻度，會(huì)造成轉(zhuǎn)換因子 理論計(jì)算結(jié)果有偏差。因此，很難實(shí)現(xiàn)航測(cè)系統(tǒng)的空中刻度和理論計(jì)算，必須在某種近似模 型下在地面進(jìn)行航測(cè)譜儀的靜態(tài)刻度。在航測(cè)人工核素測(cè)量能窗內(nèi)，除了受到4°K、238U系、232Th系中高能Y射線的康普 頓散射影響外，還有來自天然核素Y射線的直接貢獻(xiàn)，要測(cè)量人工核素測(cè)量能窗凈計(jì)數(shù)率 必須扣除這些天然放射性本底。航測(cè)采用的NaI探測(cè)器分辨率差，且航測(cè)測(cè)量高度主要在 80m-120m范圍內(nèi)，受空氣散射的影響使本底增加，因此人工核素測(cè)量能窗本底的扣除比較 復(fù)雜。由于航測(cè)的測(cè)量高度遠(yuǎn)大于lm，空中航測(cè)γ譜與地表Im高度測(cè)量γ譜差異很大， 無法直接在地面進(jìn)行扣本底參數(shù)(即剝離系數(shù))的刻度，因此必須采用地面靜態(tài)模擬方法 刻度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝 置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行航測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換因子和剝離系數(shù)的地面靜態(tài)模擬刻度。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻 度裝置，該刻度裝置由安放在地面上的放射性虛擬源、木板以及Y射線探測(cè)器組成，虛擬 源位于木板下方，Y射線探測(cè)器位于木板上方。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，通過建立虛擬源模型，將放射性虛擬源放置于木板下 方，探測(cè)器放置于木板上方，用小面源疊加模擬大面源、用木板模擬空氣衰減的方法，進(jìn)行 航測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換因子和剝離系數(shù)的地面靜態(tài)模擬刻度，解決了航測(cè)系統(tǒng)難以刻度的問題。本 實(shí)用新型主要用于航測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換因子和剝離系數(shù)的地面靜態(tài)模擬刻度。通過本實(shí)用新型裝置對(duì)航測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行地面靜態(tài)模擬刻度，可得到航測(cè)137Cs均勻面 源轉(zhuǎn)換因子F (H) ( (Bq/m2)/cps)及天然核素剝離系數(shù)α、β、Y和人工核素137Cs剝離系數(shù) l、m、n的數(shù)值，及其隨航測(cè)高度的變化規(guī)律。137Cs均勻面源轉(zhuǎn)換因子F(H) ( (Bq/m2)/cps)隨高度H(m)的變化規(guī)律為

下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1為本實(shí)用新型裝置用面源加木板模擬空氣層刻度示意圖；圖2為本實(shí)用新型裝置用小面源(源活度為As)疊加模擬無限大均勻面源示意 圖；圖3為本實(shí)用新型裝置用小面源加木板模擬刻度實(shí)驗(yàn)示意圖；圖4為本實(shí)用新型裝置剝離系數(shù)的地面靜態(tài)模擬刻度方法示意圖。
具體實(shí)施方式
一種基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝置，如圖1、圖2、圖3、圖4所 示，該刻度裝置由安放在地面3上的放射性虛擬源4、6、木板2以及γ射線探測(cè)器1組成， 所說的木板2為膠合板。用膠合板模擬空氣層厚度，刻度空中不同高度伽瑪射線探測(cè)器的 剝離系數(shù)和轉(zhuǎn)換因子。所說的Y射線探測(cè)器1放置于一殼體5內(nèi)。殼體5用以模擬飛機(jī) 殼體。木板2用以模擬空氣層。虛擬源位于木板2下方，γ射線探測(cè)器1位于木板2上方， 用以探測(cè)虛擬源4、6發(fā)出的γ射線7。理論計(jì)算過程用木板2模擬空氣層進(jìn)行航測(cè)系統(tǒng)刻度是基于虛擬源原理對(duì)于面源和體源，經(jīng) 過一定厚度的空氣和一定厚度的木板衰減后，它們?cè)诳罩幸稽c(diǎn)的未散射光子通量相同，對(duì) 木板模擬實(shí)驗(yàn)和航測(cè)系統(tǒng)空中測(cè)量這兩種情況，到達(dá)飛機(jī)外殼任何一點(diǎn)的未散射光子通量 相同，即作用于航測(cè)系統(tǒng)的輻射場(chǎng)(即虛擬源)相同，則航測(cè)系統(tǒng)的響應(yīng)也就相同，這樣就 可以用木板模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行航測(cè)系統(tǒng)空中測(cè)量參數(shù)的刻度。以下對(duì)面源刻度情況進(jìn)行分析論 證，對(duì)于體源具有同樣的結(jié)果。圖1中參數(shù)為Ill——木板距飛機(jī)底部距離，即木板和飛機(jī)間空氣層厚度；h2——地面距飛機(jī)底部距離，即地面和飛機(jī)間空氣層厚度；d——木板厚度；R1——光子從木板下到達(dá)飛機(jī)底部的斜距；[0023]R2——光子地面到達(dá)飛機(jī)底部的斜距；CD1——面活度濃度密度為As的面源經(jīng)過1!2厚度空氣層散射到達(dá)飛機(jī)底部一點(diǎn)的 未散射光子通量；Φ2——面活度濃度密度為As的面源經(jīng)過厚度為d的木板與Ii1厚度空氣層散射到 達(dá)飛機(jī)底部一點(diǎn)的未散射光子通量；μ a——空氣對(duì)某一能量Y光子的線衰減系數(shù)；μ m—木板對(duì)某一能量Y光子的線衰減系數(shù)；
5[0030]綜上所述，按式(11)選擇木板厚度d，則對(duì)同樣活度濃度的面源來說，經(jīng)過 Oi2-Ii1)厚度空氣層散射與經(jīng)過厚度為d的木板后，到達(dá)飛機(jī)底部一點(diǎn)的未光子角通量光子 總通量都相同，航測(cè)系統(tǒng)的木板實(shí)驗(yàn)和空中測(cè)量結(jié)果是一樣的。上述理論計(jì)算的結(jié)果表明，本實(shí)用新型刻度裝置通過木板實(shí)驗(yàn)就可以模擬空氣 層，進(jìn)行航測(cè)系統(tǒng)的刻度。轉(zhuǎn)換因子的地面靜態(tài)模擬刻度方法。采用加木板(模擬空氣層)的小面源模擬大面源的模擬實(shí)驗(yàn)刻度方法，可實(shí)現(xiàn)不 同測(cè)量高度面源測(cè)量模型轉(zhuǎn)換因子的刻度，而將探測(cè)器角響應(yīng)函數(shù)、探測(cè)器對(duì)某一能量Y 射線本征探測(cè)效率、探測(cè)器有關(guān)參數(shù)以及飛機(jī)機(jī)體等影響因素統(tǒng)一以實(shí)驗(yàn)方法加以反映， 得到轉(zhuǎn)換因子刻度結(jié)果比較準(zhǔn)確。如圖2，在帶飛機(jī)狀態(tài)下，在137Cs為本底的平坦開闊地面，將正六邊形137Cs面源放 置在圖中不同位置進(jìn)行測(cè)量，按照、射線測(cè)量的疊加原理，由小面源(源活度為As)疊加模 擬無限大均勻面源，測(cè)量得到Im高度無限大均勻面源的計(jì)數(shù)率N(Im)，則可得到地面Im高 度的均勻面源轉(zhuǎn)換因子Fs (Im)
權(quán)利要求一種基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝置，其特征是該刻度裝置由安放在地面上的放射性虛擬源、木板以及γ射線探測(cè)器組成，虛擬源位于木板下方，γ射線探測(cè)器位于木板上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝置，其特征 是所說的木板為膠合板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝置，其特 征是所說的Y射線探測(cè)器放置于一殼體內(nèi)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于虛擬源原理的航空放射性測(cè)量系統(tǒng)刻度裝置，該刻度裝置由安放在地面上的放射性虛擬源、木板以及γ射線探測(cè)器組成，虛擬源位于木板下方，γ射線探測(cè)器位于木板上方。本實(shí)用新型刻度裝置通過建立虛擬源模型，用小面源疊加模擬大面源、用木板模擬空氣衰減的方法，進(jìn)行航測(cè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換因子和剝離系數(shù)的地面靜態(tài)模擬刻度，解決了航測(cè)系統(tǒng)難以刻度的問題。
文檔編號(hào)G01T1/167GK201732166SQ20102022469
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月12日
發(fā)明者尹國輝, 蘇旭軍, 賈明雁, 趙軍, 黃雄亮 申請(qǐng)人:中國人民解放軍63653部隊(duì)