空氣放射性監測裝置RF-AQM-002

針對近年來，核事件、周邊核試驗、核電廠等核設施受破壞而造

成核事故，引起環境中空氣放射性污染，影響安全與人民身體健康，使得

核安全、核污染問題、空氣中放射性污染監測等問題突顯。世界上部分優良國

家雖然建立了伽馬輻射監測系統，但是未對空氣進行大流量采樣，富集空氣中

的放射性核素，導致其探測靈敏度低、反應遲緩。本文針對空氣中放射性污染

物（如 I-131, Cs-134, Cs-137、Xe-133等）的伽馬能譜測量分析方法進行了研究，

設計并完成了大流量空氣自動采樣裝置、自動制樣裝置、伽馬能譜采集相關的

電子學電路、伽馬能譜分析算法、穩譜算法、實時監測軟件等相關工作，主要

的研究成果包括以下幾個方面：

1、針對連續監測實時伽馬能譜監測問題，本文采用“過濾法"進行空氣采樣

并富集空氣中的放射性核素。因此，本文設計并實現了大流量空氣采樣裝置、

自動制樣裝置，實現對空氣中放射性核素的富集化，為伽馬能譜分析處理提供

樣本材料。

2、選用3英寸溴化鑭閃爍體配合光電倍增管作為輻射探測器，并為其設計

前置放大器、偏置高壓、數字化多道脈沖幅度分析器等伽馬能譜采集相關的電

子學系統，實現基于溴化鑭閃爍體探測器的伽馬能譜探測系統。

3、根據溴化鑭閃爍體探測器的高能量分辨率、高自身放射性本底等特點，

以及空氣中放射性核素樣本的特點，本文針對性的設計了5點最小二乘法和滑

動平均法相結合的能譜光滑算法、導數法尋峰方法、優化線性本底扣除等能譜

分析算法，實現能譜的定性和定量分析，實現空氣中放射性核素的識別與放射

性活度計算。

4、由于溴化鑭閃爍體探測器、前置放大器、偏置高壓等硬件設備對溫度敏

感，而且在測量過程中測量周期較長，導致測得儀器譜的譜漂問題嚴重，能量

分辨率變差。因此，本文設計并實現了PID硬件穩譜與參考峰能量反演法軟件

穩譜相結合的混合穩譜方法，在寬溫度范圍內解決了譜漂問題對能譜分析的影

響。

5、針對長時間、連續、實時、全自動監測的要求，本文基于Windows操

作系統，采用微軟基礎類庫（MFC），設計實時監測能譜分析軟件，實現對空

氣中放射性核素污染物的實時監測，并采用管道通信機制將伽馬能譜分析數據

結果輸出至監測系統的總軟件，實現能譜分析軟件與實時監測軟件獨立運行。