聚合物膜氡渗透系数的测量研究

发布时间：2023-06-01 20:38

　　在一些需要良好低本底环境的高能物理研究中,氡是是探测误差的主要来源,实验室一般会设置一层薄膜来屏蔽氡对探测器的影响。我国江门中微子实验室为精确测量反应堆中微子的振荡信号,对氡的屏蔽提出了更高要求。其不锈钢球的里衬、氡屏蔽膜、闪烁体容器等均为有机聚合物膜制成的,水池墙壁、底部、顶层等部位需要用氡渗透系数极小的聚合物膜材料对氡进行屏蔽。因此为选择出氡屏蔽效果较好的薄膜,本文对聚合物膜氡渗透系数进行了系统的研究。本论文研究内容分为四个阶段。第一阶段利用文献调研探索了氡在聚合物薄膜内的渗透原理,与薄膜渗透性能相关的参数,并通过气体在膜内的溶解扩散方程、氡的衰减规律及相应的数学模型,得出了稳态时测定聚合物膜氡渗透系数的相关公式。第二阶段在文献调研的基础上进一步研究了稳态时利用液体闪烁计数法测定聚合物薄膜氡渗透系数的方法和测定公式以及公式适用条件,并通过改造测定聚合物薄膜氡渗透系数的典型装置,研制出了一套适用于液闪法的测量装置。第三阶段对循环装置的本底和密封性进行了测量,对江门中微子实验室提供的几种聚合物薄膜的氡渗透系数进行了测定,对系统内氡浓度分布达到稳态的时长进行了研究和测定。第四阶段对主要环...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题
第2章 聚合物膜氡渗透系数的研究
    2.1 聚合物膜内氡的运动过程
        2.1.1 氡的渗透过程
        2.1.2 氡的溶解过程
        2.1.3 氡的扩散过程和菲克定律
    2.2 氡溶解系数、扩散系数及渗透系数
    2.3 常用测定方法简介
    2.4 典型测量装置与数学模型
第3章 液闪法测定聚合物膜氡渗透系数的研究
    3.1 测定装置
    3.2 测定方法及原理
    3.3 测量器材
        3.3.1 闪烁液
        3.3.2 Quantulus1220超低本底闪烁谱仪
        3.3.3 膜材料及其性能
    3.4 公式及适用条件
        3.4.1 测定公式
        3.4.2 简化公式适用条件
第4章 聚合物膜氡渗透系数的测定
    4.1 本底测量
        4.1.1 本底来源
        4.1.2 本底测量
    4.2 装置密封性测量
    4.3 稳态时长的测量
        4.3.1 系统达到稳态的时长研究
        4.3.2 系统达到稳态的时长测定
    4.4 不同聚合物膜材料氡渗透系数的测定
        4.4.1 不同聚合物膜氡渗透系数的测定值
        4.4.2 引用简化公式的误差计算结果
第5章 环境对聚合物膜氡渗透系数的影响
    5.1 温度对聚合物膜氡渗透系数的影响
    5.2 湿度对尼龙膜氡渗透系数的影响
第6章 氡在聚合物薄膜中扩散的有限差分模拟
    6.1 模拟计算结果
    6.2 模拟结果和实验结果的对比分析
第7章 闪烁室法对聚合物膜氡渗透系数的测量
    7.1 闪烁室法对稳态时长的测定
    7.2 闪烁室法与液闪法测定结果对比
第8章 结论
参考文献
作者攻读硕士学位期间的科研成果
致谢



本文编号：3827009