基于静电收集型固体核径迹氡探测器尺寸的蒙特卡罗方法优化
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子 的入射 角 。如果 粒 子 的入射角 ０ 则径 迹 ＞０， 片上无 法 产 生蚀 刻 径 迹 记 录 。０ 为 蚀 刻 临 界 角 （ 图 ４所示 ） 如 。 蚀刻 临界 角 与 发 射距 离 有 关 ， 关 系 式 如 其
下：
生成两个 ０ １ ， 之间的数 如图 ３ ， ， 所示 ， ： 则
过 惠平 魏平 刚 ， ， 孙 涛 魏 聪 明 ，
（． １第二炮 兵工程学 院 １ ２ ０ 教研 室 ， 安 ７ ０ ２ ；． 西 １０ ５ ２ 西安 工程大学 ， 安 ７ ０４ ） 西 １０ ８
摘要 ： 计了一种新 型的基 于静电收集 的固体 核径迹 探测器 ， 利用 蒙特 卡罗方法 对其尺寸 进行 设 并 优化模拟 ， 确定 最优尺寸使装 置达到效能最大化 ， 结果 表明转换系数作 为优化对象随着探测器直径 的增 大而近似线性增加 ， 当管 子半径增 大到 ２ｃ ｍ后 曲线逐 渐变缓 ， 而后在 约等于 ３ｃ 处转换系数基 本不再 ｍ 增加甚至有下 降的趋 势 ， 由此可得出结论探测器半径取 ３ｅ ｍ左右时能得 到较 高的探测效率 。 关键词 ： 径迹探测器 ； ； 氡 蒙特 卡罗
饱 和 收集 。 （ ） 探 测 器 半 径 取 ３ｃ 左 右 时 能 得 到 ２将 ｍ
较高的探测效率 ， 但根据具体实验的要求不同 ， 探 测装置尺 寸可能会取得大于或 等于最 佳半
径。
参考文献 ：
图 ４ 蚀 刻 临 界 角 与 入 射 粒 子 射 程 关 系
［］ １ 朱润生 ． 固体核 径迹探 测器 的原理 和应 用 ［ ． Ｍ］ 北
中湿度 、 度影 响较 大 、 刻 读 数 设 备 复 杂 等 ， 温 蚀 其 中最 主 要 的不 足 就 是 探 测 时 间太 长 … 。 因 此 ， 文 将 径迹 法 与 静 电扩 散 法 的优 点结 合 起 本 来设 计 一种新 型 的基 于 静 电收集 的 固体 核 径迹 探测器 ， 并利 用 蒙 特 卡 洛 方 法对 其 尺 寸进 行 优 化模 拟 ， 确定 最优 尺寸 使 装置 达到 效能 最大 化 。
２ 尺寸优化 的计算模型及 方法
２ １ 原 理 ．
假设 Ｒ 忿 ｎ及 其 子 体 均匀 分 布 在 整 个 探测 器 中（ 不 考 虑 沉 积效 应 ） 且 已 经 达 到 放 射 先 并
性平 衡 ， 时 间 ｔ 在 内容 积 为 的 圆 柱 形探 测器
产 生 Ⅳ个 Ｏ粒 子 ， 中被 面积 为 ｓ的径 迹 片记 ｔ 其 录 的数 目为 凡， 则核 素浓 度 ， 径迹密 度 比 △（ 径
中 图分 类 号 ： Ｔ １ Ｏ ５ Ｊ ， ７ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ５ － ３ （０ １ ０ －６ ５０ ２ ８０ ４ ２ １ ）６０ ８ －４ ９
环 境 氡 的测 量 方法 很 多 ， 纳 起来 大 致 分 归 为两 大类 ： 一类 为瞬 时监 测法 ； 另一 类 为累积 监
图 ２ 蒙特卡罗模拟程序框 图
Ｚ
对 于径 迹密度 比 △：
，， １
△＝ （ ｓ Ｏｄ Ｊ ｒ ） ２ ｒ （ Ｊ ， ｉ ｄＯ ３ ｎ ）
式中 Ａ ｒ０ 为放射性 核素浓度且和粒子 （，）
位 置无 关 ， 式 （ ） 则 ３ 可写 成 ：
Ａ ＝Ｃ Ａ
１
（ ４）
“ 核技术及应用 ” 学科 学术带头人之 一。
６８ ５
设定探测器尺 寸， 设定 计 数 参 量 ， 始 模 拟 开
产生随机数 ， 限定 区域 内随机选 在 取 出 射 点 位 置 （ （ ＿ Ｊ ‘ ｒｉ ， ）
（ ｒ
、、
ＮＯ
— — —— 一 …
…
— 一
一
●
●
ｓｍｕ ａ ｉｎ ｓｕ ｉｓ ｏ ｐ ｎ ｃ ｌ ｄ ｉ ａ ａ ｏ ｎ ｔｒ ｇ ｉ ｌｔ ｔ ｄ ｅ ｆｏ ｅ ｙｉ ｒｃ ｒ ｄ ｎ ｍｏ ｉ ｉ ｏ ｎ ｌ ｏｎ
ｄｖｃ ｓ ｇＣ ３ ｅｅｔｒＪ ．Ｅ ｖ ｏ ．Ｒ ｄｏｃ ｅｉｅｕｉ Ｒ一 ９ｄｔ ｏ［ ］ ｎ ｒｎ ａ ａ－ ｎ ｃ ｉ ｉ
迹片上单位时间单位 面积产生的径迹数 目） 分 别由（ ） （ ） １ ，２ 式给出 ：
收 稿 日期 ：０ ０— ７—１ ２１ ０ ４
Ａ＝Ｎ △ ＝旦
ｔ
（） １ （） ２
作 者简介 ： 惠平 （ ９ ２一） 男 ， 过 １６ ， 第二炮 兵工 程学 院 核 物理教 研 室副 教 授 ， 辐 射 防 护 及环 境 保 护 ” “ 及
［ ］ 国藩 ， ３刘 宋金链 ， 燮华 ， 静 电收集 一固体核 径 王 等．
迹蚀刻法 测量空气 中氡 浓度 ［ ］辐 射 防护 ， ９ ， Ｊ． １ ４ ９
１ （ ）２ ４—２７ ４ ３ ：３ ３．
［ ］ ａａ ｌ ｅｍａ．Ｅ ｐ ｒ ｅｔｌ ｎ ｎｅＣ ｒ ４ Ｆｚｌ—Ｕ 一Ｒ ｈ ｎ ｘ ｅ ｍ ｎａ ａｄ Ｍｏｔ ａ ｏ ＂ ｉ ｌ
度 Ａ Ｂ ｍ ） 随之确 定 。 （ ｑ・ 也
２ ２ 方法 ．
的中心） 则 粒子出射位置到坐标原 点之间 ，
ｒ＝ （） ７
，
如果已知转换系数 Ｃ和径迹密度 比．， △ 则氡浓
将此 距 离 与 粒 子 在 空 气 中 的 射 程 Ｒ进
（） １ 用蒙特卡罗方法模拟 Ｎ个粒子 中随机 产 生 ｎ 粒 子被 记 录 Ｊ模 拟程 序 如 图 ２所 示 ， 个 ，
［ ］ ａｉ ｉ ｒ ｅｔ ｎ Ｄ ｓ ｔ ，９ ３ ４ １ ： Ｊ ．Ｒ ｄａｏ Ｐｏ ｃｏ ｏｉ ｒ １９ ，６（ ） ｔｎ ｔ ｉ ｍｅｙ
１ —２１ ５ ．
［ ］ ．ｕ ， ． ． ｉ ａ ， ． ｍａｅ Ｒ ｄｎｌ ｅ ａｄ ６ Ｌ Ｏ ｆ Ｍ Ａ Ｍ ｓ ｑ Ｍ Ａ ｒ ． ａｏ ｖｌ ｎ ｉ ｎ ｄ ｎ ｅ
ｅ ｅ ｔ ｅ ｄ ｓ ａｅ ｄ ｔｒ ｎ ｔ ｎ ｉ ｒ ｃ ａ ｗ Ｕ ｆ ｃｉ ｏ ｅ ｒ ｔ ｅ ｅｍｉ ａｉ ｎ Ｍｏ ｏ ｃ ｖ ｏ ｎ ｄｅ ．
ｉｇ ｓ ｇ ＳＮ Ｄ Ｊ ．Ｒ ｄａｏ ａｕｅ ｅｔ， ｎｓｕｉ Ｓ Ｔ ｓ［ ］ ａ ｔ ｎ Ｍｅｓｒｍ ｎｓ ｎ ｉ ｉ
（ ） １０—１ ３ ２ ：２ ２．
由 Ｃ程序得 到转换 系数 随探 测器直 径 的
关 系 曲线 如 图 ５所 示 ， 由图 可 知 ， 初 始 阶 段 ， 在 转换 系数 随 着探 测器 直 径 的增 大 而 近似线 性 增 加， 当管 子半 径 增 大 到 ２ｃ 后 曲线 逐 渐 变 缓 ， ｍ 而后 在 约 等 于 ３ｃ 处 转换 系 数基 本 不 再 增 加 ｍ 甚 至有下 降 的趋 势 。
＝ｚ ｒ ， ＝ｒｉ ｍ （） ６
０ ＝ ０ 一ａ ， 中 ０＝ｌ． 。ｃ ｂ＝ ９。 ｄ 其 ５ ３／ ｍ ， ０７ ， ．９ ｄ是 粒子 在空 气 中 的射 程 。 将 入射角 与 临 界 角 进 行 比较 ， 果 ０＞０ 如 则 该 粒子 将 被 舍弃 ， 否则 确 定 该 粒 子射 向径 迹
其 中 ｒ 探 测 室 的直 径 ， 为 探 测 室 的 ｍ是
高， 坐标原 点选 在探测室底部 的 中心 （ 径迹 片
６６ ８
（） １ 一般情况下用径迹片测空气 中氡浓度 需要 ３个月的时间， 设计 的静电收集型 固体核
迹 探 测器 一般 只 需 要 ４～ ５天 的时 间 就 可 达 到
● —
＼
＼
． ．
一
１ 升压模块 ， 铜 电极 （ ２ 负极 ） ，
３ Ｒ一 ９径迹 片 ， Ｐ 离子 ， Ｃ ３ ４”ｏ ５ ｌ滤膜 ， ＃ ６干燥剂 ， 测室壁 ， ７探 ８ 不锈钢 内壁 （ 正极 ） 图 １ 静电收集 装置示意 图
计数量加，记录，是否结柬？ 输出
ｔ ｉ ， ０ ３， ５： ４ ｉ ｔ ２ ０ ６ ２ ３—２ ４． ｖｙ ５
［ ］ ｒａ Ｓ Ｍ Ｍｉ ａ Ｎ Ｍ． Ｔ ｆｉ Ｍ． ｅ ａ．Ｍｏｔ ５ Ｍｉ ， ． ， ｒ ， ． ， ｕ ｌ ｚ ｚ ａ ， ，ｔ １ ｎｅ
Ｃａｌ ｔｏ ｏ ｃ ｃ ｌｔ ｏ ｕ ｔｉ ｃｉｉ ｏ ｔ ｃ ｒｏ ｍｅｈ ｄ ｔ ａ ｕ ａｅ ｖ ｌ ｍｅ ｒ ａ ｔ ｔ ｔ ｒ ｋ ｌ ｃ ｖｙ ａ ｄ ｎ ｉ ａｅ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｏ ｄ ｎ ｄ ｓ ｔｙ ｅ ｓｔ ｒ ｔ ｏ ｖ ｒｉｎ ｃ ｅ ｉ ｉｎ ｓｆ ｒｒ ｏ ｏ ｉ ｒ ｙ ａ ｍｅ
京 ： 学 出版 社 ，９７ 科 １８ ．
片且 被记 录 ， 计数 加 一 ， 如此循 环 直 至所有 的粒 子都 被模 拟 为止 。
２ ３ 结 果与 讨论 ．
［］ ２ 邱小 平 ， 曹扬 达 ， 于涛． 利用 静 电收集 Ｐ 实 现 连 ０
续无源 测 氡 ［ ］ 核 电子 学 与 探 测 技 术 ，００ ２ Ｊ． ２０ ，０
▲ ●●● ●
， ●● ０◆
其中，＝』－ ２ｄ Ｏ Ｃ 』￣ｉ０ｄ －ｓ ｒ ｎ
根据式 （ ），２ （ ） １ （ ），４ 得出：
ｃ：
』Ｖ
图 ３ 固体核径迹氡测 量装 置中
（） ５
的距 离 ｒ ：
粒子 出射位置示 意图
ｃ为核 素浓度与径 迹密 度 比率 的转换 系 数 ， 同时也给出了测氡装置 的探测效率 ， 它 转换 系数 ｃ的值 ， 依赖于探测器的大小和尺寸
一
从而缩 短 探 测 时 间 ， 现 氡 浓 度 的 快 速 测 实 量 ｊ测氡装置如图 １ ， 所示 ， 本装置主要 由低 压电源、 探测器组件、 采样室三部分组成。体积 约 １５Ｌ 重量不超过 ２ｋ 。外壳高约 １ ｍ， ． ， ｇ ４ｃ 探 测 室外壳 为聚 乙烯 塑料 。
１ 静 电收 集 一固体 核 径迹 探 测 器装 置
的设 计
本设 计 是 在 Ｃ Ｒ一３ ９固体 核 径 迹 的 基 础 上 ， 加 静 电场 ， 氡 子 体 迅 速 吸 附到 电极 上 ， 外 使
测法 。在估算空气 中氡及子体对人群的辐射剂 量 时， 通常要求测量空气 中氡及子体的平均浓 度， 这就需要进行氡 的累积测量。在累积测量 中， 采用固体径迹探测器被公认优于其他方法。 固体核径迹探测器技术具有灵 敏度高、 小型无 源 、 迹稳 定 、 本 低 廉 等 诸 多 优 点 ， 也 存 在 径 成 但 定 的缺 陷 ， 探测 时 间较 长 、 如 探测 效率受 环 境
因 粒 子在 空气 中射程 较 短 ， 测 器 的 高度 选 探
行 比较 ， ｒ Ｒ则 由于出射位置与原点之间空 如 ＞ 气的阻挡， 粒子将无法到达径迹片 ， 因而也将 不会 被记 录 。于是 再 随机 产 生 另 一 个 粒 子 ，
若 满足 ｒ 的条 件 ， 有 可能 到达 径迹 片而 损 ｓ 则
定为 １ ｍ， ０ｃ 对探测器效率改变影响很小 ， 故本 实验模型只改变装置 的直径大小 以观察其对转
换 系数 的影 响。 （ ）确 定 粒子 出射 位置及 方 向。为 了确定 ２ 粒 子 出射 点 的 位 置 （ ， 随 机 数 产 生 器 ｒ， 用 ）
失一部分能量 。 为确 定 粒子 是 否 能被 记 录 ， 要 求 粒 还
第３ ｌ卷
２１ ０ １年
第 ６期
６月
核 电子 学 与探测 技术
Ｎ ｃｅ ｒＥ ｅ ｔｏ ｉｓ＆ Ｄｅｅ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｕ ｌａ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｔｃｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ
Ｖ０． ｌ Ｎｏ ６ １３ ．
Ｊ ｎ ． ２ １ ｕｅ ０ １
基 于 静 电 收集 型 固体 核 径 迹 氡 探 测 器 尺 寸 的 蒙 特 卡 罗方 法 优 化
下：
生成两个 ０ １ ， 之间的数 如图 ３ ， ， 所示 ， ： 则
过 惠平 魏平 刚 ， ， 孙 涛 魏 聪 明 ，
（． １第二炮 兵工程学 院 １ ２ ０ 教研 室 ， 安 ７ ０ ２ ；． 西 １０ ５ ２ 西安 工程大学 ， 安 ７ ０４ ） 西 １０ ８
摘要 ： 计了一种新 型的基 于静电收集 的固体 核径迹 探测器 ， 利用 蒙特 卡罗方法 对其尺寸 进行 设 并 优化模拟 ， 确定 最优尺寸使装 置达到效能最大化 ， 结果 表明转换系数作 为优化对象随着探测器直径 的增 大而近似线性增加 ， 当管 子半径增 大到 ２ｃ ｍ后 曲线逐 渐变缓 ， 而后在 约等于 ３ｃ 处转换系数基 本不再 ｍ 增加甚至有下 降的趋 势 ， 由此可得出结论探测器半径取 ３ｅ ｍ左右时能得 到较 高的探测效率 。 关键词 ： 径迹探测器 ； ； 氡 蒙特 卡罗
饱 和 收集 。 （ ） 探 测 器 半 径 取 ３ｃ 左 右 时 能 得 到 ２将 ｍ
较高的探测效率 ， 但根据具体实验的要求不同 ， 探 测装置尺 寸可能会取得大于或 等于最 佳半
径。
参考文献 ：
图 ４ 蚀 刻 临 界 角 与 入 射 粒 子 射 程 关 系
［］ １ 朱润生 ． 固体核 径迹探 测器 的原理 和应 用 ［ ． Ｍ］ 北
中湿度 、 度影 响较 大 、 刻 读 数 设 备 复 杂 等 ， 温 蚀 其 中最 主 要 的不 足 就 是 探 测 时 间太 长 … 。 因 此 ， 文 将 径迹 法 与 静 电扩 散 法 的优 点结 合 起 本 来设 计 一种新 型 的基 于 静 电收集 的 固体 核 径迹 探测器 ， 并利 用 蒙 特 卡 洛 方 法对 其 尺 寸进 行 优 化模 拟 ， 确定 最优 尺寸 使 装置 达到 效能 最大 化 。
２ 尺寸优化 的计算模型及 方法
２ １ 原 理 ．
假设 Ｒ 忿 ｎ及 其 子 体 均匀 分 布 在 整 个 探测 器 中（ 不 考 虑 沉 积效 应 ） 且 已 经 达 到 放 射 先 并
性平 衡 ， 时 间 ｔ 在 内容 积 为 的 圆 柱 形探 测器
产 生 Ⅳ个 Ｏ粒 子 ， 中被 面积 为 ｓ的径 迹 片记 ｔ 其 录 的数 目为 凡， 则核 素浓 度 ， 径迹密 度 比 △（ 径
中 图分 类 号 ： Ｔ １ Ｏ ５ Ｊ ， ７ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ５ － ３ （０ １ ０ －６ ５０ ２ ８０ ４ ２ １ ）６０ ８ －４ ９
环 境 氡 的测 量 方法 很 多 ， 纳 起来 大 致 分 归 为两 大类 ： 一类 为瞬 时监 测法 ； 另一 类 为累积 监
图 ２ 蒙特卡罗模拟程序框 图
Ｚ
对 于径 迹密度 比 △：
，， １
△＝ （ ｓ Ｏｄ Ｊ ｒ ） ２ ｒ （ Ｊ ， ｉ ｄＯ ３ ｎ ）
式中 Ａ ｒ０ 为放射性 核素浓度且和粒子 （，）
位 置无 关 ， 式 （ ） 则 ３ 可写 成 ：
Ａ ＝Ｃ Ａ
１
（ ４）
“ 核技术及应用 ” 学科 学术带头人之 一。
６８ ５
设定探测器尺 寸， 设定 计 数 参 量 ， 始 模 拟 开
产生随机数 ， 限定 区域 内随机选 在 取 出 射 点 位 置 （ （ ＿ Ｊ ‘ ｒｉ ， ）
（ ｒ
、、
ＮＯ
— — —— 一 …
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ｄｖｃ ｓ ｇＣ ３ ｅｅｔｒＪ ．Ｅ ｖ ｏ ．Ｒ ｄｏｃ ｅｉｅｕｉ Ｒ一 ９ｄｔ ｏ［ ］ ｎ ｒｎ ａ ａ－ ｎ ｃ ｉ ｉ
迹片上单位时间单位 面积产生的径迹数 目） 分 别由（ ） （ ） １ ，２ 式给出 ：
收 稿 日期 ：０ ０— ７—１ ２１ ０ ４
Ａ＝Ｎ △ ＝旦
ｔ
（） １ （） ２
作 者简介 ： 惠平 （ ９ ２一） 男 ， 过 １６ ， 第二炮 兵工 程学 院 核 物理教 研 室副 教 授 ， 辐 射 防 护 及环 境 保 护 ” “ 及
［ ］ 国藩 ， ３刘 宋金链 ， 燮华 ， 静 电收集 一固体核 径 王 等．
迹蚀刻法 测量空气 中氡 浓度 ［ ］辐 射 防护 ， ９ ， Ｊ． １ ４ ９
１ （ ）２ ４—２７ ４ ３ ：３ ３．
［ ］ ａａ ｌ ｅｍａ．Ｅ ｐ ｒ ｅｔｌ ｎ ｎｅＣ ｒ ４ Ｆｚｌ—Ｕ 一Ｒ ｈ ｎ ｘ ｅ ｍ ｎａ ａｄ Ｍｏｔ ａ ｏ ＂ ｉ ｌ
度 Ａ Ｂ ｍ ） 随之确 定 。 （ ｑ・ 也
２ ２ 方法 ．
的中心） 则 粒子出射位置到坐标原 点之间 ，
ｒ＝ （） ７
，
如果已知转换系数 Ｃ和径迹密度 比．， △ 则氡浓
将此 距 离 与 粒 子 在 空 气 中 的 射 程 Ｒ进
（） １ 用蒙特卡罗方法模拟 Ｎ个粒子 中随机 产 生 ｎ 粒 子被 记 录 Ｊ模 拟程 序 如 图 ２所 示 ， 个 ，
［ ］ ａｉ ｉ ｒ ｅｔ ｎ Ｄ ｓ ｔ ，９ ３ ４ １ ： Ｊ ．Ｒ ｄａｏ Ｐｏ ｃｏ ｏｉ ｒ １９ ，６（ ） ｔｎ ｔ ｉ ｍｅｙ
１ —２１ ５ ．
［ ］ ．ｕ ， ． ． ｉ ａ ， ． ｍａｅ Ｒ ｄｎｌ ｅ ａｄ ６ Ｌ Ｏ ｆ Ｍ Ａ Ｍ ｓ ｑ Ｍ Ａ ｒ ． ａｏ ｖｌ ｎ ｉ ｎ ｄ ｎ ｅ
ｅ ｅ ｔ ｅ ｄ ｓ ａｅ ｄ ｔｒ ｎ ｔ ｎ ｉ ｒ ｃ ａ ｗ Ｕ ｆ ｃｉ ｏ ｅ ｒ ｔ ｅ ｅｍｉ ａｉ ｎ Ｍｏ ｏ ｃ ｖ ｏ ｎ ｄｅ ．
ｉｇ ｓ ｇ ＳＮ Ｄ Ｊ ．Ｒ ｄａｏ ａｕｅ ｅｔ， ｎｓｕｉ Ｓ Ｔ ｓ［ ］ ａ ｔ ｎ Ｍｅｓｒｍ ｎｓ ｎ ｉ ｉ
（ ） １０—１ ３ ２ ：２ ２．
由 Ｃ程序得 到转换 系数 随探 测器直 径 的
关 系 曲线 如 图 ５所 示 ， 由图 可 知 ， 初 始 阶 段 ， 在 转换 系数 随 着探 测器 直 径 的增 大 而 近似线 性 增 加， 当管 子半 径 增 大 到 ２ｃ 后 曲线 逐 渐 变 缓 ， ｍ 而后 在 约 等 于 ３ｃ 处 转换 系 数基 本 不 再 增 加 ｍ 甚 至有下 降 的趋 势 。
＝ｚ ｒ ， ＝ｒｉ ｍ （） ６
０ ＝ ０ 一ａ ， 中 ０＝ｌ． 。ｃ ｂ＝ ９。 ｄ 其 ５ ３／ ｍ ， ０７ ， ．９ ｄ是 粒子 在空 气 中 的射 程 。 将 入射角 与 临 界 角 进 行 比较 ， 果 ０＞０ 如 则 该 粒子 将 被 舍弃 ， 否则 确 定 该 粒 子射 向径 迹
其 中 ｒ 探 测 室 的直 径 ， 为 探 测 室 的 ｍ是
高， 坐标原 点选 在探测室底部 的 中心 （ 径迹 片
６６ ８
（） １ 一般情况下用径迹片测空气 中氡浓度 需要 ３个月的时间， 设计 的静电收集型 固体核
迹 探 测器 一般 只 需 要 ４～ ５天 的时 间 就 可 达 到
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． ．
一
１ 升压模块 ， 铜 电极 （ ２ 负极 ） ，
３ Ｒ一 ９径迹 片 ， Ｐ 离子 ， Ｃ ３ ４”ｏ ５ ｌ滤膜 ， ＃ ６干燥剂 ， 测室壁 ， ７探 ８ 不锈钢 内壁 （ 正极 ） 图 １ 静电收集 装置示意 图
计数量加，记录，是否结柬？ 输出
ｔ ｉ ， ０ ３， ５： ４ ｉ ｔ ２ ０ ６ ２ ３—２ ４． ｖｙ ５
［ ］ ｒａ Ｓ Ｍ Ｍｉ ａ Ｎ Ｍ． Ｔ ｆｉ Ｍ． ｅ ａ．Ｍｏｔ ５ Ｍｉ ， ． ， ｒ ， ． ， ｕ ｌ ｚ ｚ ａ ， ，ｔ １ ｎｅ
Ｃａｌ ｔｏ ｏ ｃ ｃ ｌｔ ｏ ｕ ｔｉ ｃｉｉ ｏ ｔ ｃ ｒｏ ｍｅｈ ｄ ｔ ａ ｕ ａｅ ｖ ｌ ｍｅ ｒ ａ ｔ ｔ ｔ ｒ ｋ ｌ ｃ ｖｙ ａ ｄ ｎ ｉ ａｅ ｃ ｎ ｅ ｓｏ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｏ ｄ ｎ ｄ ｓ ｔｙ ｅ ｓｔ ｒ ｔ ｏ ｖ ｒｉｎ ｃ ｅ ｉ ｉｎ ｓｆ ｒｒ ｏ ｏ ｉ ｒ ｙ ａ ｍｅ
京 ： 学 出版 社 ，９７ 科 １８ ．
片且 被记 录 ， 计数 加 一 ， 如此循 环 直 至所有 的粒 子都 被模 拟 为止 。
２ ３ 结 果与 讨论 ．
［］ ２ 邱小 平 ， 曹扬 达 ， 于涛． 利用 静 电收集 Ｐ 实 现 连 ０
续无源 测 氡 ［ ］ 核 电子 学 与 探 测 技 术 ，００ ２ Ｊ． ２０ ，０
▲ ●●● ●
， ●● ０◆
其中，＝』－ ２ｄ Ｏ Ｃ 』￣ｉ０ｄ －ｓ ｒ ｎ
根据式 （ ），２ （ ） １ （ ），４ 得出：
ｃ：
』Ｖ
图 ３ 固体核径迹氡测 量装 置中
（） ５
的距 离 ｒ ：
粒子 出射位置示 意图
ｃ为核 素浓度与径 迹密 度 比率 的转换 系 数 ， 同时也给出了测氡装置 的探测效率 ， 它 转换 系数 ｃ的值 ， 依赖于探测器的大小和尺寸
一
从而缩 短 探 测 时 间 ， 现 氡 浓 度 的 快 速 测 实 量 ｊ测氡装置如图 １ ， 所示 ， 本装置主要 由低 压电源、 探测器组件、 采样室三部分组成。体积 约 １５Ｌ 重量不超过 ２ｋ 。外壳高约 １ ｍ， ． ， ｇ ４ｃ 探 测 室外壳 为聚 乙烯 塑料 。
１ 静 电收 集 一固体 核 径迹 探 测 器装 置
的设 计
本设 计 是 在 Ｃ Ｒ一３ ９固体 核 径 迹 的 基 础 上 ， 加 静 电场 ， 氡 子 体 迅 速 吸 附到 电极 上 ， 外 使
测法 。在估算空气 中氡及子体对人群的辐射剂 量 时， 通常要求测量空气 中氡及子体的平均浓 度， 这就需要进行氡 的累积测量。在累积测量 中， 采用固体径迹探测器被公认优于其他方法。 固体核径迹探测器技术具有灵 敏度高、 小型无 源 、 迹稳 定 、 本 低 廉 等 诸 多 优 点 ， 也 存 在 径 成 但 定 的缺 陷 ， 探测 时 间较 长 、 如 探测 效率受 环 境
因 粒 子在 空气 中射程 较 短 ， 测 器 的 高度 选 探
行 比较 ， ｒ Ｒ则 由于出射位置与原点之间空 如 ＞ 气的阻挡， 粒子将无法到达径迹片 ， 因而也将 不会 被记 录 。于是 再 随机 产 生 另 一 个 粒 子 ，
若 满足 ｒ 的条 件 ， 有 可能 到达 径迹 片而 损 ｓ 则
定为 １ ｍ， ０ｃ 对探测器效率改变影响很小 ， 故本 实验模型只改变装置 的直径大小 以观察其对转
换 系数 的影 响。 （ ）确 定 粒子 出射 位置及 方 向。为 了确定 ２ 粒 子 出射 点 的 位 置 （ ， 随 机 数 产 生 器 ｒ， 用 ）
失一部分能量 。 为确 定 粒子 是 否 能被 记 录 ， 要 求 粒 还
第３ ｌ卷
２１ ０ １年
第 ６期
６月
核 电子 学 与探测 技术
Ｎ ｃｅ ｒＥ ｅ ｔｏ ｉｓ＆ Ｄｅｅ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｕ ｌａ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｔｃｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ
Ｖ０． ｌ Ｎｏ ６ １３ ．
Ｊ ｎ ． ２ １ ｕｅ ０ １
基 于 静 电 收集 型 固体 核 径 迹 氡 探 测 器 尺 寸 的 蒙 特 卡 罗方 法 优 化