一.氡析出率測量方法研究

1、.中國輻射防護(hù)研究院-氡研究組 太原市學(xué)府街102號 030006 電話13994243235一氡析出率測量方法研究手機(jī)：139202351781. 靜電收集測量氡析出率方法與原理1.1靜電收集裝置內(nèi)氡濃度的變化收集室扣在介質(zhì)表面后，令t=0時，收集室中的氡濃度為C0，則式的解為： （1）如果進(jìn)行時間間隔為T的連續(xù)測量，則相鄰兩次測得的收集室中的氡濃度有如下關(guān)系： （2）令： 則R=(計算公式) （3）1.2 多點(diǎn)測量的最小二乘法由（14）式可知，Ci和Ci-1為一直線關(guān)系，這里需要注意的是由于Ci和Ci-1都有誤差，因此與此相應(yīng)的直線是一正交回歸直線，為方便，令X

2、= Ci-1，Y= Ci。于是正交回歸直線為：y=A+BX ，而 （6） （7）求得A和B，即可計算出氡析出率。13方法的誤差分析該方法的誤差可按下式計算：以上為（26）式，這里， ， ，14靜電收集氡析出測量裝置的刻度實(shí)際上氡析出率裝置的刻度是通過已知的標(biāo)準(zhǔn)源標(biāo)定來實(shí)現(xiàn)的，其測得的計數(shù)的增長率與標(biāo)準(zhǔn)源的氡析出率之間有一定的聯(lián)系，而且溫度、濕度、氣壓的變化也是影響測量誤差的因素。在日常使用時應(yīng)定期對其刻度，至少每年一次，平時經(jīng)常用標(biāo)準(zhǔn)源檢驗裝置的效率，如有變化應(yīng)進(jìn)行檢驗或刻度。1 5氡析出測量的應(yīng)用方法 實(shí)際測量氡析出率時，按照所需的時間間隔連續(xù)測量n個計數(shù)，以測量時間為自變量，計數(shù)為因變量進(jìn)

3、行線性回歸，求出直線的斜率，即計數(shù)的增長率，該增長率乘以相應(yīng)的刻度系數(shù)即得所測量的氡析出率。2測量結(jié)果分析與處理2.1 表面氡析出測量影響因素根據(jù)國際輻射效應(yīng)委員會的1991度報告統(tǒng)計，建材、土壤、礦石和建筑物地面等在單位時間內(nèi)氡的析出為60kBqd-1，其析出率為2×10-3Bqm-2s-1，科學(xué)研究證明，氡的析出能力除與鐳含量有關(guān)外，還與土壤、建材、礦石等介質(zhì)的孔隙度、顆粒的大小、孔隙的幾何形狀、含水量以及外界環(huán)境溫度、濕度、大氣壓力的變化有關(guān)。表面氡析出率可用下式表示：R=··C·F·L·Tanh(L1/L2) 。式中：為氡的衰

4、變常數(shù)2.1×10-6S-1；為材料密度，kgm-3；C為材料中鐳的比活度，Bqkg-1；F為射氣系數(shù)；L1為材板的半厚度，L2為氡在材料中的擴(kuò)散長度，m。2.2 REM-III氡析出率儀操作與測量數(shù)據(jù)處理由于氡測量與取樣方法類型多而復(fù)雜，根據(jù)現(xiàn)場應(yīng)用條件也難于考慮選擇合適的測量方法，環(huán)境氡測量本身所受的影響因素也比較多，即在同一地點(diǎn)的不同時刻、不同時間（早、中、晚）、不同季節(jié)（春、夏、秋、冬）所測量的結(jié)果均有明顯的差別。對于表面介質(zhì)氡析出率測量來說，它比環(huán)境空氣中氡測量更加復(fù)雜，主要氡的收集與其探測方法選擇比較復(fù)雜。早年采用“箱式法”即通過一定體積與一定時間內(nèi)固定表面的氡累積來計算

5、表面氡析出，操作煩瑣復(fù)雜，系統(tǒng)誤差不可避免；中輻院氡研究組在長期現(xiàn)場實(shí)驗的基礎(chǔ)上，開發(fā)了快速氡析出儀（專利號為ZL200420096051.0）,克服了“箱式法”操作的不便與使誤差減少到最小，但為了測量結(jié)果更近于真值，在測量操作與數(shù)據(jù)處理上有嚴(yán)格的要求。2.2.1REM-III測量操作詳見使用說明書，但需注意以下幾點(diǎn)： 1）一般現(xiàn)場應(yīng)用只需要采用方式2（即mode2,定時測量模式）?？筛鶕?jù)氡析出水平高低從1-99分鐘選擇測量時間間隔，即按照所選擇的時間間隔，“實(shí)時”測量即得出結(jié)果，該測量方式主要適宜于鈾鐳尾礦、建筑材料表面、土壤表面等的普通應(yīng)用，為退役治理、環(huán)境評價、材料選擇、民用工程驗收等提

6、供參考依據(jù)。需要說明的是方式1為連續(xù)測量，主要應(yīng)用在地質(zhì)找礦、山體滑坡、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)備監(jiān)測與相關(guān)科學(xué)研究分析等需要氡/釷及其子體析出研究的應(yīng)用。 2）測量前，必須保證儀器充電飽滿，充電一次可用6小時左右，注意要關(guān)機(jī)充電。嚴(yán)禁使用至顯示器不顯示后才考慮充電導(dǎo)致儀器內(nèi)部電池耗壞。 3）測量計數(shù)與結(jié)果只有相關(guān)性，而不是正比關(guān)系。 4）數(shù)據(jù)處理與劑量率測量不同，不能同一點(diǎn)無數(shù)個測量值的平均，測量重復(fù)性與劑量率測量相比有系統(tǒng)誤差的局限性，但克服了“箱式法”操作不便。5）根據(jù)儀器開發(fā)過程中的試驗與刻度技術(shù)要求：同一點(diǎn)測量次數(shù)的選擇與應(yīng)用的要求不同而選擇（如2.2.2 測量方法與數(shù)據(jù)處理）。6）該儀器目前無專

7、門的劑量刻度標(biāo)準(zhǔn)（有關(guān)技術(shù)機(jī)構(gòu)正在申報），只能間接用氡析出檢驗源校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)方法按照如下中2.2.2所描述的測量與數(shù)據(jù)處理方法，也是測量報告數(shù)據(jù)處理的依據(jù)。7）該儀器采用相對測量法，主要為了達(dá)到更近于真值的目的，低水平環(huán)境可增加測量時間，如大理石測量可采用20分鐘以上。當(dāng)然也不是選擇時間越長越好，還與環(huán)境條件的影響有關(guān)，如測量時間長了，濕度影響就稍明顯。2.2.2 REM-III型儀測量方法與數(shù)據(jù)處理（以選擇時間間隔T=15min為例，低水平環(huán)境可增加測量時間來達(dá)到更近于真值的目的） 1）快速抽樣測量：把儀器置于需測量的物質(zhì)表面約5分鐘以上，同時讓儀器底邊密封與用保鮮膜捂住抽屜口（目的為保證測

8、量效果），然后開機(jī)測量，15分鐘后即得測量結(jié)果。與測量真值的差別稍微大，適宜大面積的定性調(diào)查。（刻度系數(shù)K1= ）2）快速測量：把儀器置于需測量的物質(zhì)表面約15分鐘以上，同時讓儀器底邊密封與用保鮮膜捂住抽屜口（目的為保證測量效果），然后開機(jī)測量，15分鐘后即得第1個測量結(jié)果，在同位置不動，再測量15分鐘得出第2個結(jié)果，兩個結(jié)果取平均值即為測量結(jié)果。該結(jié)果與測量真值的差別不大，適宜要求不高的定量分析與環(huán)境評價，一般環(huán)境水平可采用該方法實(shí)現(xiàn)測量目的。（刻度系數(shù)K0= ，我們給用戶的刻度系數(shù)均為該方法就標(biāo)準(zhǔn)源的刻度值。）3）精確測量：把儀器置于待測表面約180分鐘以上，再打開電源開始測量，15分鐘后

9、即得第1個測量結(jié)果，在原位置不動，再測15分鐘得出第2個結(jié)果，在原位置不動，按測量鍵，再測量15分鐘得出第3個結(jié)果，把后兩個結(jié)果取平均值即為結(jié)果。該結(jié)果與測量真值的差別很小，適宜要求定量分析與衛(wèi)生安全評價，如建材的選擇等。（刻度系數(shù)K2= ）以上三種測量操作方法中，如果均按照方法2）中刻度系數(shù)K0進(jìn)行測量，是可以的，用它測量所得結(jié)果與真值的誤差相對于氡隨時間與環(huán)境的變化來說可忽略（或簡單修正）。因此，我們給用戶的刻度系數(shù)為方法2）中的K值。在以上測量操作方法中，方法2）與方法3）中，如果多個測量結(jié)果中出現(xiàn)的異常的不可靠數(shù)據(jù)應(yīng)該刪除，在原位置（儀器也不要關(guān)機(jī)）按測量鍵，另多測一個數(shù)據(jù)，采集該數(shù)據(jù)

10、作為測量數(shù)據(jù)與前有效數(shù)據(jù)來求平均值。21氡析出率儀刻度檢驗方法1）原理通過已知標(biāo)準(zhǔn)氡析出率的含鐳礦石粉源R0，在某一環(huán)境條件下（T、RH、P），對氡析出率儀作單點(diǎn)測量的刻度實(shí)驗，不同時間間隔有不同的刻度系數(shù)，同時受濕度的影響較大，應(yīng)進(jìn)行濕度修正。（1）氡析出率 介質(zhì)表面單位面積、單位時間內(nèi)釋放的放射性氡活度，單位為：BQ/M2S。（2）氡析出率測量儀 用于測量介質(zhì)表面氡析出率的儀器，這里指的是直讀式氡析出率測量儀，而不是經(jīng)典箱式法或活性炭盒法裝置。（3）收集效率 探測器表面收集到的粒子數(shù)與同一時間間隔內(nèi)收集室內(nèi)產(chǎn)生的該種粒子數(shù)之比。2） 快速氡析出率測量儀的測量原理與基本組成本技術(shù)所規(guī)定的氡析

11、出率儀（指中輻院開發(fā)的REM-III型，實(shí)用新型專利號200420096051.0）是通過以下方法實(shí)現(xiàn)其測量的，測量時將收集裝置扣在待測材料表面，這時收集室內(nèi)氡濃度的變化主要有以下幾種機(jī)制：材料內(nèi)的氡原子在擴(kuò)散與滲流過程逸出材料表面進(jìn)入收集室；收集室中的一部分氡經(jīng)擴(kuò)散返回材料中（稱為反擴(kuò)散）；一部分氡經(jīng)收集室與材料表面接觸處泄漏出去；收集室中的氡衰變產(chǎn)生氡子體。在這四種機(jī)制作用下收集室中氡濃度的變化可用下式描述5：dC/dt=RS/V-Ce 。REM-III型 氡析出率儀（該產(chǎn)品專利號200420096051.0，發(fā)明人：張文濤）它由探頭（探測器、氡收集室）和高壓電源及電子線路等幾部分構(gòu)成，在收集室內(nèi)形成收集電場, 其收集鋁膜鑲嵌在特殊設(shè)計的抽屜式結(jié)構(gòu)中。在靜電場作用下，帶正電的氡子體218Po+被探測器