建材放射性脈沖檢測及其能量刻度設(shè)計

田延安

新疆哈密地區(qū)質(zhì)量與計量檢測所

建材放射性脈沖檢測及其能量刻度設(shè)計

田延安

新疆哈密地區(qū)質(zhì)量與計量檢測所

建筑行業(yè)對于建筑材料的需求量相當(dāng)之大，而目前的建筑在施工的過程當(dāng)中，或者在施工完成之后，發(fā)現(xiàn)了很多的問題，比如說：建筑的材料具有放射性，材料之中有放射性的元素，就會使得人類在居住的過程當(dāng)中，這些材料放出的放射性物質(zhì)，對于人體的傷害是十分巨大的，有些材料甚至可能會影響人類的身體健康，給人類身體帶來疾病等危害，所以現(xiàn)代建筑行業(yè)在對于建筑材的放射性脈沖檢測及其能量刻度的設(shè)計十分重要。

放射性脈沖檢測能量刻度的設(shè)計

1 前言

隨著現(xiàn)代社會的不斷進步，各個國家對于城市的建設(shè)問題也越來越看重，很多的高樓大廈已經(jīng)拔地而起，但是現(xiàn)在的建筑行業(yè)建筑材料含有很多的放射性元素，一般建材的放射性元素都存在在無機非金屬類的材料，例如：水泥、磚瓦、混凝土等建筑材料，在比如：在建筑完工之后，對于建筑的裝修問題，在裝修方面上，采用的很多裝修建筑材料也含有放射性元素，比如說：陶瓷、粉刷材料等等，這些材料對于身體的算還相當(dāng)之大，尤其是對于兒童、孕婦和老人，這些材料會讓人體的免疫系統(tǒng)受到很大的傷害，這樣會誘發(fā)一系列的疾病。

目前我國建筑行業(yè)當(dāng)中建筑材料所含的放射性元素

2 建筑所用的木材

由于大自然中存在有很多的元素，尤其在土壤當(dāng)中，土壤當(dāng)中的放射性元素是十分的多的，一般建筑施工當(dāng)中所需要的木材，主要的來源就是人類砍伐樹木而來，而木材當(dāng)中的放射性元素，主要是樹木在生長當(dāng)中，土壤當(dāng)中的放射性元素轉(zhuǎn)移到了樹木的身上，而且不同木材所含有的放射性元素也不同，放射性元素分布在大自然不同的土壤當(dāng)中，不同的樹木生長在不同的土壤當(dāng)中，所轉(zhuǎn)移的放射性元素當(dāng)然也不相同。但是一般來說，樹木當(dāng)中所含有的放射性元素比較少。

3 建筑所用的石膏裝飾以及石膏建筑材料

隨著人們對于室內(nèi)裝修的不斷重視，石膏以及石膏所制成的裝飾品已經(jīng)不斷的應(yīng)用到了建筑當(dāng)中，人們在進行建筑裝修的時候，總是用石膏加工成為各種的圖案，主要用于室內(nèi)的裝修與墻部的裝修，雖然說天然的石膏裝飾材料所含有的放射性比較低，但是，一般工業(yè)當(dāng)中有一種磷石膏，這里邊擁有著大量的放射性元素，我國在建筑行業(yè)也投入了使用，這類的石膏對于人體的上海是不可忽視的。

4 建筑所用的瓷磚

在建筑施工完成之后，一般在裝修的時候都要鋪地面，所以在現(xiàn)在的裝修方式當(dāng)中，比較常見的鋪地面的方式就是用瓷磚，但是瓷磚的制作所使用的各種材料，一般都具有著放射性，還有特別地，瓷磚的放射性比一般的建筑材料的放射性都要高不少。

5 建筑材料當(dāng)中的氡元素

氡在生活當(dāng)中很常見，它的存在具有普遍性，一般的空氣當(dāng)中都有著它的身影，氡元素還存在在水當(dāng)中，因為它在水中有一定的溶解度，很多的氡還存在在土壤當(dāng)中，在建筑的時候，氡的放射性對于人類身體的危害極大。它一般的危害有：對于呼吸系統(tǒng)的危害，氡存在于空氣當(dāng)中，它可以應(yīng)發(fā)一系列的呼吸方面的疾病。

6 建材的放射性脈沖檢測以及能量刻度的設(shè)計

6.1 放射性檢測原理

NaI(碘化鈉)閃爍探測器對于涉嫌的探測實質(zhì)上是依據(jù)γ射線與物質(zhì)的3種相互作用(光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、電子對效應(yīng))而進行的。γ射線與它探測器內(nèi)部爍體作用產(chǎn)生閃光后，閃爍體與光電倍增管相互配合，再將射線的數(shù)量通過能量轉(zhuǎn)化成光電子，而光電子通過探測器內(nèi)部各級光電倍增，最后在負(fù)載電阻上產(chǎn)生電壓脈沖，脈沖幅度與射線的能量成正比。檢測電壓脈沖幅度圍及其元素。根據(jù)NaI探測器輸出脈沖的特性，設(shè)計了信號的調(diào)理電路，主要包括:信號反相電路、極零相消電路、同相放大電路(采用OP467運算放大器），脈沖成形電路（S-K積分濾波）和基線恢復(fù)電路等。如下圖：

6.2 脈沖成形電路(S-K積分濾波)

通常情況下，探測器輸出的脈沖寬度只有1～2 μs，經(jīng)極零相消電路和放大電路處理后脈沖寬度不到1 μs，這對后續(xù)電路的峰值檢測極為不利。而且通過對最佳濾波器的了解，對稱無限寬尖頂脈沖具有最佳的信噪比，而高斯型波形類似無限寬尖頂脈沖的特征，同時脈沖頂部較平坦，彈道虧損小，所以放射性核脈沖的成形一般以成形為高斯型或準(zhǔn)高斯型波形為目標(biāo)，通常由多級無源積分或有源積分電路組成，在此設(shè)計采用低通SK積分濾波器電路.

6.3 能量刻度

通過平滑處理過的曲線并不是真的能譜曲線，主要因為其橫坐標(biāo)表示的是脈沖幅度，而不是能量大小。橫坐標(biāo)表示的是能量。因此通過橫縱坐標(biāo)就可以顯示出橫沖幅度和之間的對應(yīng)關(guān)系，來實現(xiàn)對γ能譜的分析。而橫軸坐標(biāo)中的能量γ放射源，通過坐標(biāo)就可以看出橫標(biāo)中的全峰位置。得到相應(yīng)的坐標(biāo)曲線。NaI探測儀測試出的脈沖幅度和其能量關(guān)系可以表示成為線形的曲線方程。表示為E(xp)=E0+Gxp，在這個方程中，xp顯示為峰值，也就是道址，也就是零道對應(yīng)的能力。而G表示為斜率，也就是橫軸表示的間隔，我們也稱為增益。在這個系統(tǒng)中采用的是137Cs和60Co兩種放射源。而137Cs對應(yīng)的能量為661.6 keV，而60Co對應(yīng)的峰值卻是有1 173 keV和1 332 keV兩種。

7 結(jié)束語

關(guān)于建筑材料放射性這個工作很復(fù)雜，也很廣泛，相關(guān)的工作人員一定要在平常的工作當(dāng)中多多的吸取經(jīng)驗，多總結(jié)，多發(fā)現(xiàn)問題，多改善問題，這樣才能夠?qū)z測建筑材料放射性脈沖工作做的越來越好。

[1]張書成.生活環(huán)境中的氡及防治對策[J].原子能科學(xué)技術(shù),2008,38(7):197～200.

[2]耿世彬,連慧亮.氡與室內(nèi)空氣環(huán)境[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2001(6):39～40.

10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.12.005