HD-175B型

放射性活度计说明书

摘要

第一部分 活度计

1. 简介

放射性活度计是我公司研发的核技术产品。已经销售了二十多年。先后为用户设计了多种类型电离室，如用于同位素封装的“通井放射性活度计”、测量α射线和低能β射线的“空气电离室”等测量仪器。HD-175型放射活度计是由立体角接近4π的井型电离室与记录装置组成的仪器。符合GB/T 10256-2013《放射性活度计》国家标准。

目前销售的HD-17BC型活度计是升级版型：电离室进一步改进，微电流测量采用集积分器、20位A/D转换、串口数据输出于一体的DDC112芯片，将微处理器STM32F103C8T6与DDC112布置成一块板；机箱采用7寸彩色触摸屏显示器。HD-175C型活度计的特点是测量速度快，精度高，温度稳定性好，测量核素多，操作更简单方便。

2. 测量原理

活度测量是将待测核素放入有机玻璃匙内，再放入井中测量。设计的测量位置是电离室示活度随井深变化曲线的顶点，放射源在此处测量活度探测灵敏度最高。电离室坪曲线是输出电压随极间高压变化曲线，HD-175型电离室坪斜为0.004%，即使极间高压变化1V，电离室输出电压变化只有0.04mV。所以模块高压电源的稳定性对测量信号基本上没有影响。

活度测量原理是基于γ射线在电离室中产生的电离电流正比于活度。当γ射线进入电离室灵敏区后，γ射线与物质发生光电效应、康普顿效应和电子对效应，通过这三种效应高压氩气被电离，产生正负离子对，在极间高压的作用下，离子对被分开，形成电离电流，电离电流与核素γ射线发射数量、能量与强度有关。根据这些物理关系可以推导出一个电离电流正比于放射性核素活度的公式，根据国防科学技术工业委员会放射性计量一级站标定的数据，我们找出了电离室灵敏度随γ射线能量的变化曲线及曲线拟合式，从而可以计算核素的电离电流与活度比值。测量出核素的电流除以电流活度比就得到了活度。详细测量与计算方法请参看“核仪器设计与应用”一书。

我们知道β衰变是放射性衰变中最多的一种衰变方式，在全部元素周期表上的元素几乎都有β衰变的同位素。β粒子的最大能量一般只有几MeV，半衰期大都在10s～10a范围。β衰变核素基本上都会伴随有多条不同能量的γ射线。β射线有很强的电离能力，若进入电离室就会对γ射线测量造成干扰，引入测量误差。所以必须滤去β射线。井套采用有机玻璃制作，有机玻璃的成分是C₅H₈O₂，由轻元素组成，密度为1.2g·cm^-3。它的γ、X射线减弱系数很小，但对β射线减弱强烈，而且β射线在有机玻璃中产生轫致辐射截面极小，能量很低。所以有机玻璃可以很好的滤去β射线，使β射线和少量的韧致辐射进入不了电离室灵敏区。井套的另一作用是液体源泼洒后，便于清洗，不至于污染井壁。

3.HD-175B型 活度计主要参数

1.电离室 

直径×高度：φ172×430mm，

壁井用薄铝制作，井径×深井：φ70×275mm，充有高纯氩气1MPa；

 2.机箱

长×宽×高：220×50×150mm，显示器触摸屏：7寸彩色；

备有485通讯接口、打印机（选件）。

 3.活度自动测量参数

内置核素195个，留有5个扩展核素位，供添加新核素。合计共200个核素供选择（参看附录）。

活度测量相对基本误差：±2.2%；

显示分辨率：1KBq(0.03μCi)；

长期稳定性：≤1%；

重复性：≤±0.5%；

量程：37KBq～370GBq；

γ射线低能探测限：13KeV；

显示单位: 显示Bq-Ci可点击互换；

具有自动切换量程及扣除本底功能，

第二部分 活度计操作

 1.开机

开机后立即显示如下主界面，并自动进入活度测量：

                 

在主界面下自动测量默认或前次测量核素。在绿色区显示测量结果，每秒显示一次，连续显示。

2.主界面功能

（1）最上面一行为快捷核素，点击任一核素，立刻改测该核素，并连续不间断显示测量结果。

（2）绿色区第一行显示被测核素名称、半衰期、电流活度比；第二行显示的是活度值及单位。

（3）若点击显示活度值，可调整小数点后显示位数。调整范围为1～3位；点击活度单位，居里即切换成贝克，或贝克切换成居里。

（4）长按末行日期，可对日期和时间进行修改。

（5）左侧为功能区：点击“快捷”可改变第一行核素；点击“本底”即开始本底测量；点击“标定”可进行电流活度比标定；点击“打印”可将显示活度值打印出来。

3.本底测量

在主界面下：点击“本底”，即进入本底测量界面，自动调出原本底电流值显示在“原本底”处。

点击“开始”，即开始本底测量，屏幕中测量值显示在“现本底”处；测量完成后屏幕下方显示“测量完成”；最后测量结果仍显示在“现本底”处。

测量结束显示出本底电流的平均值。如果电流的平均值过大，会出现提示：本底过大！

原因可能是：附近有大的放射源，或是刚刚测量了大活度源，也可能是仪器出了问题。

点击“保存”，即把测量值保存，代替原值；如果不保存，可点击“退出”，直接返回主界面。

 

 

 

 

 

 

 

 

 4.标定

“标定”是指用标准放射源对电流活度比校准的操作。实际上活度计测量出的是放射源在电离室中产生的电离电流I_X，I_X与核素活度A_X成正比，即I_X=F_XA_X。比例系数F_X就是核素X的电流活度比。利用标准源的A_X，与测量出的I_X就可以标定出F_X值。在国家计量检定规程“JJG377-2019”中，第7.5节检定周期中规定：“活度计检定周期一般不超过24个月”。所以用户应当定期送检。检前可以根据“标定”操作进行自检。自检方法如下：在主界面下，先选定用户自有的标准核素，如标准核素是“F18”，先点击“F18”再点击“标定”，即进入标定界面：

 

绿区前一行第一个数显示的是标准核素F18存储的电流活度比与标准活度（为输入值）；

点击“开始”键，即进入测量过程：系统会连续测量十次；并依次显示在“测量活度”中。测量结束，在“平均活度”中显示出十次测量的平均值。

点击“标准活度”，则会显示输入键盘和提示。利用输入键盘，将“标准活度”值输入，然后；

点击“计算”，在“新电活比”下，显示出新计算出的电流活度比。

再点击“保存”就将新电流活度比代替旧值保存。如果不保存，就点击“退出”，返回主界面。

注意：输入标准活度值的单位要与测量活度的单位一致；新F_X与旧值差别不大才正确！差别过大时要找原因，以免造成混乱。

5.快捷

利用快捷键可以在5个空位中添加新核素及替换主界面中的六个快捷核素。

点击“快捷”进入如下的核素修改界面：

              

修改方法如下：

填补空位方法：首先在上表中例子填入新核素，点击“添加”就把¹⁵O添加到上表中第196标号中了。（注：替换196个核素中的核素没有意义，因为这些核素都是经过挑选的，除此之外的核素很少被使用）

替换快捷核素方法：拉动上表中黑块找到要替补的核素，将其标号填入“备选核素标号”表中，再将把被替换核素的位号填入“被替换的位号”表中，点击“替换”，这时主界面下的快捷核素就被替换了。

6.打印（若装有打印机）

当系统连接在打印机上，点击“打印”会打印出当前的核素名称，测量日期；及活度值。

7.通讯

    本系统支持485通讯。通讯参数：波特率9600  数据位：8 无校验位  停止位 1 ；

485传输功能：

可远程设置变更当前核素；

可远程测量本底；

传送测量活度到上位机；

修改当前核素。

附录：内置核素表（省略）

 

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