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关于阿尔法论文范文资料 与阿尔法离子感烟技术概述有关论文参考文献

版权:原创标记原创 主题:阿尔法范文 科目:发表论文 2024-02-28

《阿尔法离子感烟技术概述》:本文关于阿尔法论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。

摘 要:

国内自上世纪八十年代初开始研制阿尔法离子感烟探测器,积累了技术经验和理论探讨.基于前人的研究成果,并实地调研北京串列加速器核物理国家实验室楼宇内的使用情况,文章对此技术做一简述.主要介绍241Am阿尔法源的特点,α感烟技术的发展,离子感烟器的工作原理,与光电式的对比等.

关键词:α粒子;离子感烟;单源双室电离室;单极性电离室

1.阿尔法放射源

1.1阿尔法射线简述

核探测技术是利用中子、α、β等高速粒子流或者X、γ等光子(既是粒子又是电磁波)与物质的相互作用来实施探测的目的,其特点主要表现在灵敏性上.

其中,α射线是高速运动的 \+4He核,能量一般为4-9MeV.与上述的其他几种粒子相比,α粒子的体积较大,且带有两个单位的正电荷,更容易与物质发生电离作用.因此,它的能量损耗较快,穿透能力在众多电离辐射中是最弱的,人类的皮肤或一张普通的纸就能隔阻α粒子.对于4-9MeV能区的α粒子,其在空气中的射程符合下面的关系[1](其中能量E的单位为MeV,射程R的单位为cm):

R等于(0.005E+0.285)E\+3/2

1.2镅-241阿尔法源

用于制备α源的放射性核素主要有 \+210Po、 \+226Ra、 \+228Th、 \+238,239Pu、 \+241Am和 \+242,244Cm等.根据射线的射程与能量的关系,α能量在5-7MeV的镅241源( \+241Am→ \+237Np+ \+4He),一般在四、五厘米之外就不会对物质(包括人体)产生电离辐射作用.辐射安全上,所需做的就是把 \+241Am所放射出的在占比、强度和能量上本身就很弱的59.5keV的γ射线的占比控制在1%之内,并用包壳密封好.

2.离子感烟器发展概述

2.1起源

上世纪50年代逐步发展起来的α离子感烟技术最早是用于火灾探测领域的,在接下来的几十年内被全世界广泛使用于家庭、办公场所、大型活动场所以及工业生产现场等,为人们的生命财产安全做出了巨大贡献.此后相当长的一段时期内,用于火灾早期烟雾感应的探测器几乎全部采用α离子式.截至70年代末,这种类型的感烟器在日本、北美以及欧洲等主要市场已经消化了数千万

件[2];中国自80年代初期开始了自主研制加国外进口成品相结合的方式.

70年代末期以后,在日本和欧洲的市场上,光电式感烟探测器逐渐发展起来,并挑战离子式感烟探测器的垄断地位.在日本,光电式在烟雾探测器市场所占的份额甚至已占支配地位.中国自90年代中期也逐步开始研制并推广光电式感烟器,但截至目前,国内使用最为广泛的依然是离子式的.

2.2结构种类

在类型上,最早的离子感烟探测器是单源单室的[3],即一个α源和一个电离室.由于其受自然环境的影响较大,稳定性和可靠性较差,被后来发展起来的双源双室型的离子感烟探测器取代.

双源双室型探测器电离室内含有不同发射率的两个α源以及两个电离室.其中与大气相通的室作为感烟室(传感室),另一个密闭(非真空)的室作为参考室.参考室可以补偿环境的变化(非烟雾因素)对传感室的影响,提高了稳定性和可靠性.但它的一个明显缺点是需要两个相匹配的α源,因而不利于减小源强,并使得制作工艺复杂.

80年代中期,日本开始研制单源双室型离子,使用一个α放射源以及一个烟雾传感室和一个参考室.它对环境有较好的适应性,并减小了放射性强度.我国从80年代末开始研制单源双室型.

3.工作原理

3.1基本构造

α离子感烟探测器的基本工作原理,是利用烟雾粒子改变探测器的电离室内的电流大小,从而触发报警电路.图1为单源双室型α离子感烟器的原理图.

探测器的核心是在其内部装有α放射源的双电离室.其中,外电离室与大气连通,用以探测烟雾颗粒,因此也叫测量室.内电离室几乎与空气隔绝,只能缓慢交换空气,而较大颗粒不能进入,作为参考室.

镅241的半衰期约为430年,因此在一定年限内它能放出强度较为稳定的α粒子,而较强的电离能力使得电离室内的空气电离为正、负离子.正、负离子分别向加有不同电压的阴、阳极板运动,形成非常微弱的电流,如图2所示.在几乎没有烟雾颗粒的时候,由于α强度的稳定性,电流基本保持恒定.

3.2烟雾探测过程

当有烟雾粒子进入外电离室时,至少有三种因素导致外电离室内的电流强度发生变化.首先,烟雾颗粒的重量远大于正负空气离子的重量,有大量的正负离子被吸附到烟雾颗粒上;其次受到烟雾颗粒的阻挡和碰撞,正负离子在电场中的运动速度大为降低,这导致了正、负离子复合的概率增加;第三,α射线被烟雾颗粒阻挡导致了射程缩短,电离能力大幅降低,从而外电离室内产生的正负离子数减少.这几种因素导致外电离室内的电流减弱.

图3是将电离室等效为一个变阻器.正常情况下,变阻器两部分的电阻不变,两端外加电压V 等于 V1 +V2.并且对V设定有某个阈值,到达阈值时,将触发报警电路.当烟雾粒子进入外电离室时离子流减少导致V1发生变化,结点2处的电位降低,从而V2的分压降低.最终,回路电压V达到阈值,触发报警信号.

另外,从图4[4]检测室和参考室的电压-电流变化曲线也可以看出,当烟雾进入检测室后,电离电流从正常的I1减少到I2,相当于检测室的阻抗增加;此时,检测室两端的电压增值为△V等于V2′-V2.当△V达到阈值时,开关控制电路触发报警信号,线路将报警信号传递到报警控制器,实现自动报警.

概括来讲,就是烟雾导致地探测器电离室内的电流变化,引起极板上的电压发生微弱的变化,反映在宏观上,就是引起施加在两个电离室两端分压比发生变化,从而触发报警信号.

阿尔法论文参考资料:

文献法

婚姻家庭法论文

文献综述法

结论:阿尔法离子感烟技术概述为关于对不知道怎么写阿尔法论文范文课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文阿尔法论文开题报告范文和文献综述及职称论文的作为参考文献资料下载。

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