第33卷第7期核电子学与探测技术Vol.33No.72013年7月NuclearElectronics&DetectionTechnologyJuly.2013气体成份及压强对测氚电离室Y补偿能力的影响卢艳“2,田时海",陈志林、王和义1(1.中国工程物理研究院核物理与化学研究所,绵阳621900;2.四川大学原子核科学技术研究所,辐射物理及技术教育部重点实验室,成都610065)摘要:电离室測氚因其不需要制样、可以在线监測而被广泛应用。在7场中測氚时,电离室对氣敏感的同时对1射线也很灵敏,其难点是如何补偿由于1辐射产生的信号。采用实验拥量和蒙特卡罗模拟对比研究了气体成份及压强对拥氚电离室7补偿能力的影响,分析了7射线在充有不同成份及压强气体的单电离室中产生的电离电流,得到了测瓶电离室密封室与拥量室气体成份及压强差异对电离室7补偿的影响规律。由实验结果可知,在一个标准大气压下,7射线在不同成份及压强气体下的电离电流差异高达93%;对于底对底电离室模型,在标准大气压下,补偿室中气体成份的差异可使测量室与补偿室电离电流之差高达75%;补偿室为氩气时,气体压强的差异可使测量室与补偿室电离电流之差髙达77%。关键词:电离室;氚测量;7补偿;能量沉积;电离电流中图分类号:TL811+.1文献标志码:A文章编号:0258>0934(2013)07>0824>05电离室测氚因其具有不需要制样、可以在线监测的特点,已广泛用于核电站场所氚的监测⑴、聚变堆场所氚的监测[2-3]、加速器场所氚的监测,以及其它实验操作场所氚的监测。随着科技的发展,对7场中氣测量精确度不断提高,使提高测氚电离室的7补偿能力更加重要。在氚的监测场所,如核电站周围和其它实验操作场所,都有来自原子核衰变、中子辐照伴随产生的7射线、中子活化产生的7射线。这些7射线都将影响氚的精确测量。电离室在用于氚的实时测量时,不仅对氚敏感,同时对7射线也很灵敏。800kBq/m3氚所产生的电离电收稿日期:2013-02-23基金项目:国家磁约束核聚变能研究专项资助项目(2011GB111001)作者简介:卢艳(1987-),女,四川省南充市人,硕士,主要从事核技术应用研究;通信作者:王和义,研究员’Email:hywang@caep.ac.cn。824流与2.0iiGyAi剂量率的7射线产生的电离电流大致相同[4】。由于单电离室无法区分外场和内氚P粒子产生的电流信号,因此用流气式电离室测氚,难点是如何补偿由于7辐射产生的信号⑴。应用于7场中的测氚电离室,包括同轴电离室、底对底电离室、差分电离室都是由测量室和密封的补偿室构成⑷。补偿室中密封的气体成份和压强是固定不变的,而测量室中的气体成份及压强随测量环境的变化而变化,补偿室中的气体成份及压强与测量室中的气体成份及压强可能有很大差异。由于不同气体的平均电离功不同,7射线在不同气体成份电离室中产生的电离电流的大小也不同;气体压强与电离室的壁效应相关,壁效应越大,离子计数丢失越多,在一个标准大气压下,壁效应与压强成反比[6],进而影响电离室的7补偿。因而研究测氚电离室补偿室与测量室中气体成份及压强的差异对7补偿能力的影响很有必要。1研究方法本文先研究在相同7射线照射下,气体成份及压强差异对单电离室中能量沉积的影响,再采用底对底电离室实验测量及相同模型的蒙特卡罗模拟对比方法,研究测氣电离室补偿室与测量室气体成份及压强差异对7补偿能力的影响,以便为补偿7射线产生的信号、提高电离室的测氚精度提供依据。1.1?/射线在单电离室中产生的能量沉积与气体成份及压强关系的实验测量测量7射线在单电离室中产生的能量沉积与气体成份及压强关系的实验装置如图1所示,实验中137Cs源作为7源,电离室为1L的不锈钢单电离室,7源置于电离室正下方。电离室中分别充氮气、氦气、氩气、空气,在0.01、0.02、0.03、0.04,0.05,0.06、0.07、0.08、0.09、0.IMPa时分别测量电离室中不同气体成份及压强时7射线在电离室中产生的电离电流,由于电离电流与能量沉积成正比,实验测量就可得到气体成份及压强与7射线在电离室中的能量沉积的关系。|静电计真空泵—电离室压力表气源[X]_丨,7C0s源阀门图17射线在电离室中的能量沉积与气体成份及压强关系测量装置1.2电离室补偿室中气体成份及压强对"/补偿能力影响的实验测量实验中使用的测氚电离室为两个完全相同的500ml不锈钢单电离室组成的底对底电离...
