成理工核辐射测量方法实验指导04土壤氡测量.docx

实验四土壤氢测量一、实验目的：1、掌握测氮仪器的使用；2、掌握现场测氮方法。二、实验器材：1、FD3017RaA测氮仪或CDI2000自动换片型土壤测氨仪；2、样片三、实验原理：FD-3017RaA型测氯仪主要由抽气泵和测量操作台两部分组成，抽气泵除了完成抽气外，还起到了贮存收集子体的功能。当氮气经干燥器被抽入筒内后，随即开始衰变，并产生新的子体RaA,它在初始形成的瞬间是为带正电的离子，本仪器就是利用它的带电特性，采用加高压的方式对其进行收集，使RaA离子在电场作用下被浓集在带负高压的金属片上，在经过一段时间加高压收集后，取出金属片放入到操作台探测器内测量RaA的射线计数，其强度将与氨浓度成正比，按下式即可直接计算氮浓度：CRn=J*N°raa式中：.为氮浓度（爱曼）NaRQA为RaA的计数/为换算系数（爱曼/脉冲），由标定确定，此系数包括了装置的子体收集效率和探测器效率等因素。本仪器对放射性的测量采用金硅面垒型半导体探测器，它具有较高的灵敏度与高分辨率，当射线进入到探测器的灵敏层后，将产生电子空穴对，并在电场作用下向两极运动，形成脉冲电流，在负载电阻R上产生电压脉冲，经电荷灵敏放大器及出放大器放大后，送入弹道脉冲幅度甄别器，剔除低能噪声及RaC的高能干扰脉冲，仅通过测量RaA,最后进入计数电路，在液晶屏上显示出来，这就是FD-3017RaA测氨仪的工作过程。FD-3017RaA测氢仪是一种新型的测氮仪，它利用静电场收集氯衰变的第一代子体-一RaA作为测量对象。它是一个携带式的、高灵敏的、快速的、准确的现场测量仪器。该仪器主要应用于土壤中定量测量氨的浓度。如地质和水文地质勘探中的普查和详测；亦可应用于放化测镭、寻找地下水源、地震预报、环境保护、科研教学等部门的测试工作。四实验步骤(1)充电：仪器内部装有可充电电池。测量前一天晚上请插上充电器(可使用18至20V,2IA直流稳压电源)，仪器外接电源指示灯亮。充电结束后“充电满”指示灯亮，仪器自动停止充电。(2)连接探头电缆与高压电缆。(3)打开测氨仪主机电源，1.CD显示屏上显示"Welcome"字样，否则请按“复位”按键。天黑或黑暗处可按一下“背光”按键，但注意打开显示屏照明会加大功耗，减少电池使用时间。(4)使用钢钎与铁锤在土壤地面上打一引孔，深度为0.5米左右。(5)将空气采样器插入引孔中，确保采样器与周围土壤间不漏气。(6)在抽器筒收集室中放入一片金属收集片，印有“Ra”字样一面朝上。(7)抽一筒气：三通连接器上和抽气筒上3个空气阀均打至“开”，向上拉抽气筒拉杆至顶部后向右旋转，锁住。关闭三通连接器上进气阀(没有染红色的一个)。(8)排气：抽气筒上空气阀打至“排”,向左旋转抽气筒拉杆后向下压至底部。(9)重复步骤6,抽一筒气，按仪器主机上“工作方式键”，1至2秒后记下压强最小值。(10)等待120秒后，在仪器提示“Takesample"后15秒内，将抽器筒收集室中金属收集片移到探头测量室中。(11)等待120秒，记下测量计数。(12)重复步骤7至10,重新测量2次，取三次测量计数(或测量计数与压强的比值)的平均值作为本点最终测量结果。(13)测量过程有误操作或仪器异常，可按复位键后重复步骤7至10,重新测量。五数据处理与分析用FD-3017RaA测氮仪测量壤中氮的时候，由于各种不同土壤类型有着不同的孔隙度以及同种土壤类型的水分含量各不相同，所以每次抽气时所贮存在仪器内的气体体积都不尽相同。设所测得大气压为P1.抽气泵内的体积为乂，温度为T'测量抽取的气体压强为尸2,实际所抽气体体积为匕，温度为刀PVPVPVT-1.J1.=-TJ1.牵1I2=y由T1T2-P-lT1T2又因为在野外测量时，3与丁2的温差很小（心1），则在一定体积范围内，FD-3017RaA测氢仪收集RaA子体的金属片在没有饱和的情况下，所得的氮浓度应与实际所抽体积成正比关系，因此得式子：CRn=k.%.NcRA=k.b%.NCRAaap2N=旦2-=二."a则设壤中氢计数修正值N,&匕尸2CVd、匕均为常量）A所以在用FD-3017RaA测氨仪测量时，修正系数就是尸？1数据记录点号/线号测点测点坐标计数修正值2图形绘制3分析氟浓度变化的原因