大气放射性气溶胶连续监测最小可探测活度浓度研究

介绍了大流量空气采样器用于北京地区大气放射性气溶胶进行连续监测的情况,给出了大流量空气采样器用于大气放射性气溶胶进行连续监测最小可探测活度、最小可探测活度浓度的计算方法,并且分析了几种典型人工核素的最小可探测活度浓度以及影响最小可探测活度浓度的因素。

闪烁光纤阵列探测器最小可探测活度浓度仿真计算

为评估闪烁光纤阵列探测系统的性能,本文采用理论分析、模拟仿真等方法对系统的最小可探测活度浓度进行仿真分析。最小可探测活度浓度取决于系统的本底计数率和探测效率,首先对系统的探测效率进行了MC模拟,包括弯曲损耗和长度损耗对荧光传输的影响,获取了探测系统对不同能量β粒子的探测效率;其次对探测系统的本底计数率进行了仿真分析,包括空间宇宙射线、屏蔽材料产生的辐射及电子学系统噪声等。经计算,长度为1 m的2025根闪烁光纤阵列探测系统的本底计数率约为^(60) s^(-1),对于^(40)K的β粒子的探测效率为1.86 s^(-1)/(Bq/L)。该探测系统6 min内探测系统最小可探测活度浓度可达到1.0 Bq/L,30 min内可达到0.457 Bq/L,可用于水中低水平放射性测量。

利用离轴腔增强吸收光谱技术探测实际大气中的二氧化碳

以1.573μm窄线宽可调谐半导体激光器作光源,结合高精细度光学谐振腔的离轴腔增强吸收光谱技术,选择CO2在6 357.311 6cm-1的吸收谱线,对实际大气CO2分子进行了测量。为了得到更准确的有效方程,对谐振腔吸收程长的标定方法进行了研究,给出了一种简单、实用的标定方法。实验结果表明,高精密度光学谐振腔的有效吸收程长为～1 195.73m,测得实际大气CO2的浓度为～388.3ppm(S/N≈22),最小可探测浓度为17.65ppm。将波长调制技术与OA-CEAS技术结合后,最终将CO2分子的最小可探测浓度提高到0.36ppm(S/N≈1 064)。

基于离轴腔增强吸收光谱双组分CH4/H2O高灵敏度探测研究

H2O和CH4在气候变化过程中起着关键作用,实时在线测量H2O和CH4浓度一直都是国内外学者研究的热点问题之一。利用1.653μm可调谐半导体激光器作光源,结合反射率为99.9976%的两片高反射镜组成离轴腔增强吸收光谱装置,开展了H2O和CH4的高灵敏度测量研究。离轴腔增强系统的有效吸收光程通过吸收面积-浓度关系法来标定,吸收面积-浓度关系法的可行性首先通过已知光程的光学吸收池进行验证,确定有效后用于标定离轴腔增强系统的有效光程。结果表明,基长为21cm的离轴腔增强系统的有效吸收光程达到了8626.3m。当谐振腔内压力为5.06kPa时,利用7组不同浓度的CH4标准气体(0.2~1.4μmol·mol^-1)对系统进行了线性响应标定测试,得到了CH4吸收的积分面积与浓度拟合关系曲线。系统的稳定性、可实现的最小探测灵敏度等信息通过Allan方差进行分析,结果表明系统对探测CH4的最佳平均时间为100s,最小可探测浓度极限为7.5nmol·mol^-1;系统对探测H2O的最佳平均时间为200s,最小可探测浓度极限为55μmol·mol^-1。对提高系统测量精度的数据处理方法也进行了分析研究,结果表明相比于多次平均方法,Kalman滤波能显著的提高测量精度,而且缩短了系统的响应时间。最后,利用搭建的离轴腔增强实验系统结合Kalman滤波数据处理方法对实际大气中CH4和H2O浓度进行了连续两天的测量,CH4每天平均的浓度分别为2.1和2.08μmol·mol^-1,H2O每天平均的浓度分别为11515.6和11628.6μmol·mol^-1,由此可知建立的离轴腔增强吸收光谱装置能够用于大气CH4和H2O的测量,另外建立的系统也可用于相关工业领域的高灵敏度CH4和H2O监测。

基于PIPSBOX测量气态14C流出物装置的设计

14C作为环境影响评价中的重要核素,现有测量技术很难实现核设施气态14C流出物的在线测量。基于PIPSBOX测量技术研制了气态14C流出物在线测量装置的原理样机,模拟了PIPSBOX测量14C的探测效率,理论证明测量的可行性。通过将不同形式的14C气体转化为14CO_(2)形态,以便进行低温分离14CO_(2)提高14C浓度,最后实现PIPSBOX测量14C气体。最终在3 h内,该系统测量14C的最小可探测活度浓度达到0.99 Bq/m3,小于现在连续取样一周的探测下限10 Bq/m^(3),这项工作建立了14C测量新方法,实现了气态14C流出物的在线测量,也为大气中14C在线测量提供参考。

激光雷达探测污染气体最小浓度的估算方法

探测大气中污染气体的浓度是激光雷达的一个重要应用方面 ,最小可探测浓度是衡量一个雷达系统的重要指标。从测量的误差理论出发、分析得出了一般情况下 ,被测量最小值的估算方法 :当被测量的相对误差为 10 0 %时 ,此时的被测量的大小就是可探测量的最小值。把此方法应用到激光雷达中来 ,得出了差分吸收激光雷达和拉曼雷达探测污染气体最小浓度估算公式 ,并把它们与已有的估算公式进行了比较 ,指出了原有估算公式的不足。

用染料激光增益降低二元混合物中少量化合物的受激拉曼散射可探测浓度

在二元混合物构成的圆形谐振腔中 ,用染料的激光增益增强了少量化合物 (乙醇溶液中的甲醇、水溶液中的乙醇 )的受激拉曼散射 (SRS)光谱 ,将少量化合物在悬垂液滴中的瞬态SRS探测极限提高了近一个数量级 .用受激拉曼散射理论 。

广州核素台站惰性气体氙监测数据的统计规律研究

在分析广州核素台站惰性气体氙日常监测数据的基础上,分析了广州核素台站惰性气体监测数据的有效性,初步研究了4种惰性气体氙同位素131Xem、133Xe、133Xem和135Xe的活度浓度和最小可探测浓度的统计规律。结果表明:4种惰性气体氙同位素的最小可探测浓度和活度浓度均呈高斯分布。该研究可为评估放射性核素台站4种惰性气体氙同位素监测阈值和惰性气体样品的分级提供参考。

SAUNA系统惰性气体氙监测数据的统计规律研究

在对CTBT放射性核素台站SAUNA系统有效监测数据进行分析的基础上,利用统计学方法对分析结果进行了初步研究,结果表明:4种惰性气体氙同位素133Xe1、31mXe1、33mXe和135Xe的最小可探测浓度和活度浓度均呈高斯分布,且133Xe活度浓度的高斯分布存在不同程度的右拖尾并呈指数衰减。

提高大气气溶胶放射性分析灵敏度的研究

目的:提高涉核事件监测现场便携式空气采样器监测气溶胶的灵敏度。方法:采用多台便携式空气采样器并联采样,利用无源效率刻度技术对γ能谱进行刻度的测量分析方法。结果:并联采样后单位时间内,采样体积成倍增加,核素的最小可探测活度浓度明显下降。结论:采用多台便携式空气采样器并联的采样和测量分析方法,可显著提高可疑核事件的监测灵敏度。