^(220)Rn子体源箱的数值模拟与性能优化

^(220)Rn子体源箱是^(220)Rn室可靠调控的重要组成部分,对其进行优化设计是建立高水平^(220)Rn室的关键技术之一。本文在南华大学现有^(220)Rn子体源箱和前期研究的基础上,采用计算流体力学方法建立了^(220)Rn子体源箱数值模型,分析了入口流率、箱体轴向长度和换气率等对^(220)Rn子体源箱性能的影响,进行了性能模拟结果与实验对比,最后开展了源箱的优化分析。结果表明:模拟和实验所获得的规律一致,模拟结果与实验结果相对误差保持在11%以内;增大入口流率能有效改善源箱^(220)Rn子体的均匀性和稳定性,并增大源箱子体气溶胶的输出能力;当轴向长度一定时,入口流率均从1 L/min增加至10 L/min后,^(220)Rn子体气溶胶浓度达稳定状态的时间最大可缩短66.41%,^(220)Rn子体气溶胶活度输出率最大可增加20.25%,^(220)Rn子体源箱的均匀性先变差后变好,且在入口流率为4 L/min时均匀性最差;增加源箱轴向长度对^(220)Rn子体的均匀性和稳定性影响不明显,但能有效提高^(220)Rn子体气溶胶活度输出率;当入口空气流率设置为1~10 L/min且保持不变时,轴向长度从100 cm增至140 cm,^(220)Rn子体气溶胶浓度达稳定状态的时间变化不明显,^(220)Rn子体气溶胶活度输出率最大可增加48.51%,^(220)Rn子体源箱的均匀性先变差后变好。

静电收集α能谱法高^(220)Rn低^(222)Rn环境中^(222)Rn含量的测定

对拟用于中国锦屏地下实验室PandaX探测器的^(220)Rn源中微量^(222)Rn浓度进行测量,建立了在高^(220)Rn、低^(222)Rn环境下,测定^(220)Rn、^(222)Rn浓度的方法;用静电收集α能谱法测量高纯^(220)Rn源中微量^(222)Rn,其浓度计数约为相应^(220)Rn浓度计数的2%左右这一现象进行了理论解释及实验验证;运用延时管道+静电收集α能谱仪联合测量法测得拟用于PandaX探测器的^(220)Rn源^(222)Rn/^(220)Rn活度比上限为6.2×10^(-5).