二路低本底α/β檢測儀

1. 用途及特點
低本底α/β檢測儀是一種測量低水平α、β放射性強度的精密儀器。可用于水、土壤、建材、礦石、氣溶膠、食品等的總α、總β放射性測量; 適用于輻射防護(hù)、*門、醫(yī)療、生物、農(nóng)業(yè)、科研院所和高等院校等進(jìn)行的低水平α/β放射性強度測量。 LM-02 雙路低本底α/β檢測儀為四路測量裝置。
LM系列檢測儀性能穩(wěn)定、設(shè)計緊湊，使用操作方便。以大面積薄窗流氣式正比計數(shù)管為探測器（Ø60mm），用專門設(shè)計的屏蔽計數(shù)管與測量計數(shù)管進(jìn)行反符合，以降低周圍環(huán)境放射性對測量的干擾。用精選“老鉛”作成厚鉛室屏蔽外來輻射。因此，該儀器檢測靈敏度高、本底低。能量響應(yīng)好，對14C低能β射線的探測效率≥40%。優(yōu)于半導(dǎo)體、閃爍體為探頭的同類檢測儀。LM系列檢測儀采用計算機數(shù)控操作，不外設(shè)開關(guān)旋鈕。通過程序控制可以自行檢測計數(shù)管的坪特性，設(shè)定計數(shù)管的工作點，自行檢測儀器本底計數(shù)率，并在對樣品的檢測時自行扣除本底計數(shù)，對結(jié)果進(jìn)行修正。結(jié)合使用標(biāo)準(zhǔn)源，可以自行校準(zhǔn)儀器的探測效率。自動處理檢測結(jié)果。可以直接得到被測樣品的放射性比活度Bq/L或Bq/Kg等。


2. 主要性能指標(biāo)：

2.1本底計數(shù)率

α≤0.0017cm-2min-1
β≤0.0354 cm-2min-1

2.2 探測效率

2.3 國內(nèi)*的流氣式探測裝置，靈敏度高、比同類產(chǎn)品（如：半導(dǎo)體探測裝置）穩(wěn)定性好、配氣瓶，測量樣品的微弱放射性（自來水）效果好。

低本底鉛室約600kg其屏蔽效果達(dá)到國內(nèi)水平；

本底計數(shù)率

α≤0.0017cm-2min-1
β≤0.0354 cm-2min-1

活性區(qū)：Ø30mm
α源： 241Am ≥ 80%
β源： 90Sr-90Y ≥ 55%
2.3 影響量

α對β< 1% 210Po源
β對α< 0.1% 90Sr-90Y源
2.4 電源：220VAC50Hz 功耗≤250VA
2.5 環(huán)境溫度：0-45°C 相對濕度≤90%。
2.6 體積： 主機 560×475×270 mm
2.7 重量： 主機 ≤ 600Kg
3.系統(tǒng)簡介：

本儀器由檢測儀主機和計算機構(gòu)成，另外還需要一套的氣源。檢測儀主機是本儀器的核心部分。它包括雙導(dǎo)軌抽屜式樣品托架、測量計數(shù)管、屏蔽計數(shù)管、鉛屏蔽室和核電子學(xué)單元等五部分。
計算機為PENTUM（586）以上的微機，內(nèi)插接口板。
氣源包括氣瓶、減壓閥、穩(wěn)壓閥、穩(wěn)流閥以及管道。

3.1 雙導(dǎo)軌抽屜式樣品托架

包括樣品盤、盤托架、導(dǎo)軌等。其選用材料全部是低本底材料。設(shè)計、加工精細(xì)，使用方便。樣品互換性好，只要把樣品盤放入托架的圓孔內(nèi)，把托架推到測量位置，便完成了樣品的精確定位。測量完畢后拉出托架，換上載有新樣品的樣品盤，便可重新進(jìn)行檢測。

3.2 測量計數(shù)管

測量計數(shù)管為圓餅狀薄窗流氣式正比計數(shù)管，它是核輻射傳感器（探測器），能將不可直接測量的輻射信息轉(zhuǎn)化為可以直接測量的電脈沖信號。因其輸出脈沖信號的幅度與入射粒子的能量成正比，而曰“正比”計數(shù)管。計數(shù)管的窗材料為鍍Al Mylar薄膜。窗口有效直徑ф60mm,薄窗厚約2μm,薄窗便于α、β等穿透能力弱的粒子進(jìn)入計數(shù)管。
樣品托架推到測量位置后，樣品盤的中心（即待測樣品的中心）正好對著計數(shù)管的窗口中心。窗薄、樣品窗口距離近、測量立體角大，保證了樣品測量的高效率。

3.3 屏蔽計數(shù)管

屏蔽計數(shù)管也是一只流氣式正比計數(shù)管。它包圍在測量計數(shù)管的四周和上部。本底輻射（包括宇宙射線和周圍環(huán)境的γ射線）將會同時在兩個計數(shù)管上產(chǎn)生脈沖，經(jīng)反符合后不產(chǎn)生計數(shù)。


3.4 核電子學(xué)單元
電子線路包括脈沖放大器、脈沖甄別器、脈沖的成型與延遲、高壓電源、α/β脈沖計數(shù)器和反符合計數(shù)器。在線路設(shè)計上采用高集成度的表面安裝技術(shù)，使主機的體積重量大大減小，可靠性響應(yīng)提高。它能將屏蔽計數(shù)管的計數(shù)、測量計數(shù)管的α計數(shù)和β計數(shù)分別處理后送入與之相連的計算機。為降低本底計數(shù)，采用反符合方法。凡是外界本底輻射同時在兩個計數(shù)管上產(chǎn)生的脈沖，經(jīng)過反符合單元將被消除，不會在β道產(chǎn)生輸出計數(shù)。g-射線在測量計數(shù)管上產(chǎn)生的脈沖幅度很低，因而也不會在a-道產(chǎn)生計數(shù)。a-粒子與b-粒子的能量差別很大，在測量計數(shù)管上產(chǎn)生的脈沖高度差別也很大，經(jīng)過脈沖甄別，理論上可以*區(qū)分a-粒子與b-粒子。經(jīng)過a與b反符合可以扣除a-粒子對b-道產(chǎn)生的脈沖。但是由于空氣、計數(shù)管窗口和源本身的吸收和散射，使得a-粒子產(chǎn)生能量損失，以致部分a-粒子在β-道產(chǎn)生計數(shù)。a-粒子與b-粒子的的串道將通過軟件進(jìn)行校正。?

3.5 鉛屏蔽室
屏蔽室由低放射性水平的老鉛制成，平均厚度大于10cm。其中心部位是由計數(shù)管和樣品托架構(gòu)成的測量室。

3.6 計算機 計算機中插有數(shù)字I/O接口和ADC接口。通過電纜與核電子學(xué)單元連接。系統(tǒng)在Windows98平臺上開發(fā)了控制和數(shù)據(jù)處理軟件。運行參數(shù)設(shè)置，技術(shù)數(shù)據(jù)采集與處理、高壓控制都通過計算機進(jìn)行操作。斷電時可保存前幾時間段測得的數(shù)據(jù)，還可以進(jìn)行樣品種類選擇、測量次數(shù)選擇和測量時間選擇。

4．氣路安裝： 計數(shù)管采用Ar-CH 混合氣（P10氣），P10氣中Ar：CH4=9：1（體積比）。P10氣正常流量為


50mL/min,zui大不超過100mL/min.

測量常規(guī)操作
低本底αβ測量系統(tǒng)的主屏顯示。


圖像中可見到4個通道的數(shù)據(jù)顯示，包括樣品的種類；α計數(shù)和對應(yīng)的Bq數(shù)；β計數(shù)和對應(yīng)的Bq數(shù)。上部是高壓顯示和高壓開關(guān)。屏幕右面有5個顯示框，分別顯示“已測和預(yù)定測量次數(shù)”，“屏蔽管計數(shù)”，“預(yù)定測量時間”，“已測時間”和“剩余時間”。在窗口的下部設(shè)有5個功能鍵，它們是“測坪”，“設(shè)置”，“開始”，“清除”和“退出”。
高壓：儀器的正比計數(shù)管和屏蔽計數(shù)管須加載一定的高壓才能正常工作，它們的數(shù)值需預(yù)先設(shè)置。鼠標(biāo)點擊‘開’或‘關(guān)’功能鍵可加載或關(guān)閉計數(shù)管上的高壓。當(dāng)高壓打開后，計算機將自動調(diào)節(jié)高壓，使其穩(wěn)定在設(shè)定值附近。由于計算機采用數(shù)字式控制，每步的調(diào)節(jié)量約為5V，所以顯示出的高壓與設(shè)定值間略有差別（<±2.5V），此差別對分析的影響可以忽略。

1. 樣品類型：每個通道的樣品類型可以在測量前或測量中?？闪谐龀Ｒ?guī)的樣品類型“自來水樣”，“α標(biāo)準(zhǔn)源”，“β標(biāo)準(zhǔn)源”，“空白本底”，“空氣采樣”和“土壤樣品”。如果表中沒有列出用戶的樣品種類，用戶也可點擊樣品類型框中的文字處，然后用鍵盤輸入用戶的樣品種類。

2. 測量次數(shù)和每次測量時間：測量次數(shù)和每次測量時間由參數(shù)設(shè)置功能設(shè)定。當(dāng)開始測量后，已測時間和剩余時間將按秒增減。當(dāng)已測時間達(dá)到預(yù)定時間后，測量次數(shù)加一，已測時間和剩余時間將復(fù)位（分別置為零和預(yù)定時間），然后開始下一時間段的測量。每完成一個時間段的測量，數(shù)據(jù)將被保存。當(dāng)由于停電等某種原因中止了測量進(jìn)程，以前幾個時間段所測得的數(shù)據(jù)不會丟失。當(dāng)恢復(fù)運行后（不要清除已測的數(shù)據(jù)?。┛梢越又瓿墒Ｓ鄮讉€時間段的測量。
點擊顯示框即可彈出前段時間所測的數(shù)據(jù)。在主屏上雙擊右鍵即可通過WINDOWS的“記事本”功能調(diào)出上次樣品的測量數(shù)據(jù)，進(jìn)而也能通過WINDOWS的“記事本”打開歷次樣品的測量數(shù)據(jù)。


3.功能鍵：在主屏下部設(shè)有“測坪”，“設(shè)置”，“開始/停止”，“清除”和“退出”5個功能鍵。
a. “測坪”鍵用于啟動坪曲線測量功能。
b. “設(shè)置”鍵用于啟動參數(shù)設(shè)置功能。
c. “開始/停止”鍵用于開始或停止測量。
d. “清除” 鍵用于清除測量數(shù)據(jù)，同時時間和次數(shù)也被清零。
5. “退出”鍵用于退出此測量系統(tǒng)。

測量參數(shù)設(shè)置

點擊“設(shè)置”鍵即可啟動參數(shù)設(shè)置功能，即刻出現(xiàn)如下屏幕：


參數(shù)設(shè)置包括：
1. 測量時間和次數(shù)的設(shè)置；
2. 計數(shù)管高壓的設(shè)置；
3. a和b標(biāo)準(zhǔn)源強度和誤差的設(shè)置；在效率計算時將自動采用。
4. 計數(shù)管a和b測量效率和相互干擾系數(shù)的輸入；此項可以用標(biāo)準(zhǔn)源測定，也可以手工輸入。
5. 各道a和b本底值的輸入；此項可以空白本底測定，也可以手工輸入。
6. 有關(guān)樣品的參數(shù)數(shù)據(jù)輸入。

坪曲線測量

在主屏上點擊“測坪”鍵即可啟動坪曲線測量功能，出現(xiàn)如下屏幕：


坪曲線測量和高壓輸出曲線的測量
在屏幕上包含了兩部分：坪曲線測量預(yù)置和高壓輸出曲線的測量。坪曲線測量預(yù)置的參數(shù)包含有“起點電壓”、“高壓上限”、“每步電壓增量”，“計數(shù)率上限”、“每點測量時間”，“計數(shù)管選擇”和“檢測點數(shù)”7個項目。
高壓輸出曲線測量功能是檢驗高壓輸出與數(shù)字電位器位置間的關(guān)系。


儀器穩(wěn)定性：
在LM-04檢測儀1、2、3三個通道分別測量241Am, 90Sr-90Y和14C放射源，每次測量1小時，連續(xù)測量24次，計算數(shù)據(jù)的相對偏差如圖所示，其相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.11%-0.13%。