基于空气中氮气闪烁测氡方法的实验验证研究

本文建立了基于空气中氮气闪烁进行测氡的方法,该方法通过测量α粒子激发空气中的氮气后退激产生的紫外光来实现实时测量氡浓度的目的。针对空气中氮气闪烁光产额极低带来的探测效率低和易受噪声干扰的问题,在二重符合与阈值判选信号的基础上通过模拟优化来进行实验设计,并通过实验验证方案的可行性。首先,基于Geant4建立了空气中氮气闪烁测氡探测器的模拟模型,考虑到PMT暗噪声以及宇宙射线等本底的影响,采用了设置阈值和二重符合的方法抑制噪声,并通过模拟和理论研究了降噪的效果,然后通过优化探测器尺寸以实现对α粒子最高的探测效率。最后,搭建了基于空气中氮气闪烁测氡的实验平台,测试结果表明,探测器净计数率与RAD7测量所得氡浓度呈明显的线性关系,证明了基于空气中氮气闪烁测量空气氡浓度的可行性,经实验拟合,此探测器的灵敏度为0.010 27次/min/(Bq/m3)。该方法可满足采矿业、铀矿勘探等地下工程领域中对氡浓度水平实时在线监测的需求外,还可为无须采样且实时在线测量空气α气溶胶提供测量手段。