基于新型双气流离子脉冲电离室系统的连续氡平衡因子监测仪的创新设计

《Scientific Reports》：Innovation of a continuous radon equilibrium factor monitor by a novel twin airflow ion pulse ionization chamber system

　　

摘要

为快速测定氡的平衡因子，设计了一种基于两个气流离子脉冲电离室（IPIC）计数器的新型监测仪，并对其进行了仿真、制作与验证。该监测仪由两个相同的IPIC探测器组成。其中一个探测器装有过滤器，能够有效阻挡氡子体的进入（IPIC/过滤型），因此其响应值通常与氡气本身的活度浓度成正比；另一个探测器没有这种过滤器（IPIC/未过滤型），其响应值则反映了周围空气中氡及其子体共同产生的活度。利用Geant4蒙特卡罗代码计算了这些探测器对氡及其子体释放的阿尔法粒子的响应情况。同时建立了一个完整的数学模型用于确定氡的平衡因子。在实验室和居民环境中进行了实地测量，将结果与被动式探测器的测量结果进行了比较。研究结果表明，测得的平衡因子处于预期范围内。此外，这种新型监测仪的响应速度更快，精度更高，能够在居民区和工作场所实现氡平衡因子的实时连续监测。它有望提升对氡暴露所导致的内部辐射剂量的评估水平，同时也有助于更有效地进行氡的持续监测。