空气放射性监测装置RF-AQM-002

针对近年来，核事件、周边核试验、核电厂等核设施受破坏而造

成核事故，引起环境中空气放射性污染，影响安全与人民身体健康，使得

核安全、核污染问题、空气中放射性污染监测等问题突显。世界上部分优良国

家虽然建立了伽马辐射监测系统，但是未对空气进行大流量采样，富集空气中

的放射性核素，导致其探测灵敏度低、反应迟缓。本文针对空气中放射性污染

物（如 I-131, Cs-134, Cs-137、Xe-133等）的伽马能谱测量分析方法进行了研究，

设计并完成了大流量空气自动采样装置、自动制样装置、伽马能谱采集相关的

电子学电路、伽马能谱分析算法、稳谱算法、实时监测软件等相关工作，主要

的研究成果包括以下几个方面：

1、针对连续监测实时伽马能谱监测问题，本文采用“过滤法"进行空气采样

并富集空气中的放射性核素。因此，本文设计并实现了大流量空气采样装置、

自动制样装置，实现对空气中放射性核素的富集化，为伽马能谱分析处理提供

样本材料。

2、选用3英寸溴化镧闪烁体配合光电倍增管作为辐射探测器，并为其设计

前置放大器、偏置高压、数字化多道脉冲幅度分析器等伽马能谱采集相关的电

子学系统，实现基于溴化镧闪烁体探测器的伽马能谱探测系统。

3、根据溴化镧闪烁体探测器的高能量分辨率、高自身放射性本底等特点，

以及空气中放射性核素样本的特点，本文针对性的设计了5点最小二乘法和滑

动平均法相结合的能谱光滑算法、导数法寻峰方法、优化线性本底扣除等能谱

分析算法，实现能谱的定性和定量分析，实现空气中放射性核素的识别与放射

性活度计算。

4、由于溴化镧闪烁体探测器、前置放大器、偏置高压等硬件设备对温度敏

感，而且在测量过程中测量周期较长，导致测得仪器谱的谱漂问题严重，能量

分辨率变差。因此，本文设计并实现了PID硬件稳谱与参考峰能量反演法软件

稳谱相结合的混合稳谱方法，在宽温度范围内解决了谱漂问题对能谱分析的影

响。

5、针对长时间、连续、实时、全自动监测的要求，本文基于Windows操

作系统，采用微软基础类库（MFC），设计实时监测能谱分析软件，实现对空

气中放射性核素污染物的实时监测，并采用管道通信机制将伽马能谱分析数据

结果输出至监测系统的总软件，实现能谱分析软件与实时监测软件独立运行。