基于ARM9的闪烁型测氡仪研制

璃承托板上 ， 可测量 仪粒子 ， 与其他材料如硼 、 或含氢物质等混合又可做成慢中子或快中子 闪 烁 体 。本仪 器是 在薄 形 塑料 闪 烁体 上镀 有 一层 Ｚ ｎ Ｓ 发光粉而制成的可测量 射线的探测器 。
反射层 窗 光 电倍增管 分压器
烁体 的原子 和分子 电离和激发 ， 受激原子和分 子退激发时发光 ， 称作荧光。荧光光子打到光 电倍增管的光 阴极上转换成光 电子 ， 光 电子在 光 电倍增管中倍增 ， 最后被阳极收集 ， 输出电压 或 电流脉冲 ， 由后续测量系统完成数据采集。
度来讲 ， 氡作 为 一 种有 害 气 体 也受 到 了人 们 的
展， 更多新型低功耗、 高集成度、 高性能器件 的 出现， 加 快 促 进 核 辐 射 探 测 智 能 仪 器 的研 发 引。针对上 述情况 研制 了一 种基 于 Ａ Ｒ Ｍ ９ 的闪烁型测氡仪。
１ 硬件 Leabharlann Baidu统 组成
字化等优点 。
关键词 ： Ａ Ｒ Ｍ ９； 测氡仪 ； 闪烁 室
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｌ ８ １ ７ ． ２ 文 献标 志 码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ２ ５ ８ － ０ ９ ３ ４ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ８ ９ ４ － ０ ５
氡是所有天然放射性核素中唯一呈气态的
会溅射出数 目 更多的二次 电子 （ 假定为 ２ 个） 。 依此类推 ， 电子数 目越来越多。目前 ， 一般光电 倍增管 的电子 数总增益 Ｇ约 为 １ Ｏ ， 有 的甚 至 更高 ， 由于其放大作用很强 ， 所以适用于微弱光
信 号 的测量 。 工作原 理 为 ： 入射 粒子 进 到闪烁 体 内 ， 使 闪
在此期间会被加速 。当其撞击第一倍增极时 ，
高灵敏度、 高 能量分辨 率、 高稳 定性 、 低噪声 ， ３ ０ ０ ６ ５ ０ ｎ ｍ（ Ｓ 一 ４ ） 谱响应 ， 上升时间仅 ７ ｎ ｓ ，
阳极与 阴极 问加 １ ５ ０ ０ Ｖ直 流 电压 ， 平 均 阳极 电 流为 Ｏ ． １ ｍ Ａ。Ｚ ｎ Ｓ是 一种 无 机 发 光 粉 ， 对 重 带 电粒子 阻止 本领 大 ， 发光 效率 高 ， 涂 敷在 有机 玻
第３ ３卷
２ ０ １ ３年
第 ７期
７月
核 电子学 与探 测技术
Ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ＆ Ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｖ ０ １ ． ３ ３ Ｎｏ ． ７
Ｊ ｕ ｌ ｙ ． ２ ０ １ ３
１ ． ２ 信 号放 大调 理
一
器
Ｚ ｎ Ｓ闪烁 型 探 测 器 内置 有 前 置 放 大 器 ， 输
图２ Ｚ ｎ Ｓ闪烁型探 测器 结构示意 图
广泛关 注 的问题 。
氡及其子体的测量 与核辐射探测方法、 核 辐射探测器、 核电子学 、 计算机系统等有关 。随 着经济的快速发展及环境因素的改变 ， 为了满 足不同场合测量的需要 ， 传统 的测氡仪存在体
积大、 操作 复杂 、 不便 于现 场 测量 和不 能长时 间
保存数据等 问题。而现代 电子技 术 的高 速发
光信号转换成可测电信号的光电转换器件。由
光电发射阴极（ 光阴极） 和聚焦电极 、 电子倍增
极及电子收集极 （ 阳极 ） 等组成。本仪器 采用 的光 电倍增管为直径 ２英寸、 锑铯光阴极 、 优质 硼硅玻壳、 １ ０ 级倍增 、 端窗 型光 电倍增管 ， 具有
倍增 极 的 电位 比光 阴 极 要 正 ｌ ｏ ｏ Ｖ， 所 以 电子
本仪器主要 由 Ｚ ｎ Ｓ闪烁型探测器 、 信号放 大调理、 数据采集与处理组成。仪器结构框 图
如图 １ 所示。
广泛关注。氡的放射性污染 已成为一项十分严
峻的问题， 准确测量氡气是采取防护措施 的重 要前提 ， 对维护居民身心健康具有 十分重 要的 意义 ， 研发针对氡气测量 的仪器也是受到各方
图 １ 仪 器 结 构 框 图
１ ． １ Ｚ ｎ Ｓ闪 烁型探 测器
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ３一ｌ ７
Ｚ ｎ Ｓ 闪烁型探测器主要 由大尺寸光电倍增
基金项 目： 核技术 应用 教育部 工程 研究 中心资 助项
目（ Ｊ Ｘ Ｊ Ｇ一１ ０—８ Ｏ一５ ） ； 国 家 自然 科 学 基 金 项 目
惰 性元 素 ， 它最 早 发 现 于 ｌ ９ ２ ４年 ， 元 素 周 期 表
中第 ８ ６ 位元素 ， 其在 自 然界中的放射性 同位素 有 Ｒ ｎ ， ∞Ｒ ｎ ， Ｒ ｎ 。它 们 分 别 来 源 于 铀 系 （ 。 ｕ ） ， 钍系（ Ｕ ） ， 锕 系（ 掰ｕ） ¨ 】 。从环保角
基于 Ａ Ｒ Ｍ ９的 闪 烁 型 测 氡 仪 研 制
黄河 ， 朱志 甫 ， 魏雄 ， 曾敬章
（ １ ． 东华理工大学机 械与电子工程学院 ， 江西南 昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ； ２ ． 贝谷科技股份有 限公 司， 江西南 昌 ３ ３ ０ ０ ９ ６ ）
摘要 ： 为满足氡气 测量仪器的便携化 、 智 能化 的要求 ， 探讨了 以 Ａ Ｒ Ｍ ９ 嵌入式 处理器为 核心 的闪烁 型测氡仪的实现方法 。在介绍整体 系统 的基础 上 ， 对仪器设计 中的关键 问题进行 了详 细说 明 ， 重点探讨 了该方法实现 、 软件架构 、 硬件原理等 。试验证 明 ， 该仪器 完全可 以应用 于测氡 领域 ， 且具 有小型 化 、 数
（ １ １ ２ ６ ５ ０ ０ １ ） 。
管和可更换式闪烁型采样桶组成 ， 其结构示意 图如 图 ２所示 。
光电倍增管是一种真空器件 ， 能将微弱 的
作者简介 ： 黄河 （ １ ９ ７ ４一 ） ， 男， 江西 万载人 ， 讲师， 硕 士研究生 ， 研究方 向： 核智 能仪器。
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