建材放射性脉冲检测及其能量刻度设计

2017-11-21田延安

绿色环保建材 2017年12期

关键词：刻度石膏建筑材料

田延安

新疆哈密地区质量与计量检测所

建材放射性脉冲检测及其能量刻度设计

田延安

新疆哈密地区质量与计量检测所

建筑行业对于建筑材料的需求量相当之大，而目前的建筑在施工的过程当中，或者在施工完成之后，发现了很多的问题，比如说：建筑的材料具有放射性，材料之中有放射性的元素，就会使得人类在居住的过程当中，这些材料放出的放射性物质，对于人体的伤害是十分巨大的，有些材料甚至可能会影响人类的身体健康，给人类身体带来疾病等危害，所以现代建筑行业在对于建筑材的放射性脉冲检测及其能量刻度的设计十分重要。

放射性脉冲检测能量刻度的设计

1 前言

随着现代社会的不断进步，各个国家对于城市的建设问题也越来越看重，很多的高楼大厦已经拔地而起，但是现在的建筑行业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无机非金属类的材料，例如：水泥、砖瓦、混凝土等建筑材料，在比如：在建筑完工之后，对于建筑的装修问题，在装修方面上，采用的很多装修建筑材料也含有放射性元素，比如说：陶瓷、粉刷材料等等，这些材料对于身体的算还相当之大，尤其是对于儿童、孕妇和老人，这些材料会让人体的免疫系统受到很大的伤害，这样会诱发一系列的疾病。

目前我国建筑行业当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，尤其在土壤当中，土壤当中的放射性元素是十分的多的，一般建筑施工当中所需要的木材，主要的来源就是人类砍伐树木而来，而木材当中的放射性元素，主要是树木在生长当中，土壤当中的放射性元素转移到了树木的身上，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当中，不同的树木生长在不同的土壤当中，所转移的放射性元素当然也不相同。但是一般来说，树木当中所含有的放射性元素比较少。

3 建筑所用的石膏装饰以及石膏建筑材料

随着人们对于室内装修的不断重视，石膏以及石膏所制成的装饰品已经不断的应用到了建筑当中，人们在进行建筑装修的时候，总是用石膏加工成为各种的图案，主要用于室内的装修与墙部的装修，虽然说天然的石膏装饰材料所含有的放射性比较低，但是，一般工业当中有一种磷石膏，这里边拥有着大量的放射性元素，我国在建筑行业也投入了使用，这类的石膏对于人体的上海是不可忽视的。

4 建筑所用的瓷砖

在建筑施工完成之后，一般在装修的时候都要铺地面，所以在现在的装修方式当中，比较常见的铺地面的方式就是用瓷砖，但是瓷砖的制作所使用的各种材料，一般都具有着放射性，还有特别地，瓷砖的放射性比一般的建筑材料的放射性都要高不少。

5 建筑材料当中的氡元素

氡在生活当中很常见，它的存在具有普遍性，一般的空气当中都有着它的身影，氡元素还存在在水当中，因为它在水中有一定的溶解度，很多的氡还存在在土壤当中，在建筑的时候，氡的放射性对于人类身体的危害极大。它一般的危害有：对于呼吸系统的危害，氡存在于空气当中，它可以应发一系列的呼吸方面的疾病。

6 建材的放射性脉冲检测以及能量刻度的设计

6.1 放射性检测原理

NaI(碘化钠)闪烁探测器对于涉嫌的探测实质上是依据γ射线与物质的3种相互作用(光电效应、康普顿效应、电子对效应)而进行的。γ射线与它探测器内部烁体作用产生闪光后，闪烁体与光电倍增管相互配合，再将射线的数量通过能量转化成光电子，而光电子通过探测器内部各级光电倍增，最后在负载电阻上产生电压脉冲，脉冲幅度与射线的能量成正比。检测电压脉冲幅度围及其元素。根据NaI探测器输出脉冲的特性，设计了信号的调理电路，主要包括:信号反相电路、极零相消电路、同相放大电路(采用OP467运算放大器），脉冲成形电路（S-K积分滤波）和基线恢复电路等。如下图：

6.2 脉冲成形电路(S-K积分滤波)

通常情况下，探测器输出的脉冲宽度只有1～2 μs，经极零相消电路和放大电路处理后脉冲宽度不到1 μs，这对后续电路的峰值检测极为不利。而且通过对最佳滤波器的了解，对称无限宽尖顶脉冲具有最佳的信噪比，而高斯型波形类似无限宽尖顶脉冲的特征，同时脉冲顶部较平坦，弹道亏损小，所以放射性核脉冲的成形一般以成形为高斯型或准高斯型波形为目标，通常由多级无源积分或有源积分电路组成，在此设计采用低通SK积分滤波器电路.

6.3 能量刻度

通过平滑处理过的曲线并不是真的能谱曲线，主要因为其横坐标表示的是脉冲幅度，而不是能量大小。横坐标表示的是能量。因此通过横纵坐标就可以显示出横冲幅度和之间的对应关系，来实现对γ能谱的分析。而横轴坐标中的能量γ放射源，通过坐标就可以看出横标中的全峰位置。得到相应的坐标曲线。NaI探测仪测试出的脉冲幅度和其能量关系可以表示成为线形的曲线方程。表示为E(xp)=E0+Gxp，在这个方程中，xp显示为峰值，也就是道址，也就是零道对应的能力。而G表示为斜率，也就是横轴表示的间隔，我们也称为增益。在这个系统中采用的是137Cs和60Co两种放射源。而137Cs对应的能量为661.6 keV，而60Co对应的峰值却是有1 173 keV和1 332 keV两种。