氡气测量应用

     放射性核素发生α衰变时会产生α射线，它是具有很强电离能力的重带电粒子，当其照射人体组织粘膜时，其对人体危害很大。不同核素衰变产生的α射线的能量是不同的，进行α能谱测量，可实现对某一核素的测量。目前对天然放射性核素衰变产生的α射线的测量主要是应用于氡气和钍射气的测量。据统计研究表明，室内氡气污染是仅次于吸烟导致肺癌的第2大诱因。同时，可利用氡气的一些性质，广泛应用于铀矿资源勘查、石油天然气勘查、裂隙基岩地下水资源勘查、地质构造勘查、地面沉陷勘查等领域。

α能谱测量特点

α粒子为带正电重粒子，具有很强的电离物质的能力。同时，α粒子在物质中的射程很短，氡及其子体α衰变产生的α粒子在空气中的射程约在4cm~9cm范围内，具体会因空气湿度的影响略有差异。在进行α能谱测量时，主要是利用α粒子的电离物质的特性对其进行探测的。但是，在α能谱测量时，为了保持能量的线性关系，必须使α粒子能量损耗具有一致性，也即使其处于同一能量衰减条件下对其进行探测。

用来对α射线进行α能谱测量的主要探测器为半导体探测器，包括：金硅面垒型半导体探测器、锂离子注入型半导体探测器、Si-PIN半导体光电二极管等。半导体探测器具有能量分辨率高、性能稳定、探测效率较高、体积小、抗磁性好、光电转换效率高、反向漏电流小以及价格便宜等优点，被广泛应用。半导体探测器探测原理共同特征是利用α粒子的电离特性电离其PN结区，产生大量电子-空穴对，在偏置电压作用下，电子-空穴分别向两个电极移动，并输出信号。α粒子能量不同，电离出来的电子-空穴对数量也不同，因此输出信号的幅度也不同。根据这一特性，可利用后续电子学电路，实现脉冲幅度信息和脉冲数量信息的记录，从而实现对某一核素的定性测量。

为了满足α粒子同一能量衰减条件要求，***理想的测量条件是α辐射体被吸附到探测器表面，在其表面发生α衰变，这个α衰变产生的α粒子的能量不会损耗在空气射程中。如果探测器表面镀层厚度是一致的（用来探测α粒子的半导体探测器表面电极有一层很薄的导电层，厚度微米量级），那么α粒子穿过镀层进入PN结区前损耗的能量基本是一致的，因此仍然能保持能量线性特性。

在进行α能谱测量时，要实现对某一核素的定性测量，则这一核素衰变产生的α粒子能量必须具有特征性，且相应衰变核素尽量为短寿核素。通过对天然放射性核素α射线能谱特性进行分析可知，在铀系中²²²Rn，²¹⁸Po，²¹⁴Po，在钍系中²²⁰Rn，²¹⁶Po，²¹²Po均具有能量特征性，除²²²Rn外，均为短寿核素。