核物探氡及子體解析課件

氡測(cè)量方法是一種常用的地球物理方法1900年，F(xiàn).Dorn發(fā)現(xiàn)氡-2221904年，在加拿大開始出現(xiàn)測(cè)量土壤和河水中氡氣測(cè)量的裝置和方法20世紀(jì)20年代成為野外找礦方法主要應(yīng)用于尋找鈾礦也廣泛應(yīng)用于找水、確定構(gòu)造位置、地震預(yù)報(bào)環(huán)境評(píng)價(jià)及保護(hù)-氡潛勢(shì)填圖第1頁(yè)/共81頁(yè)氡測(cè)量方法是一種常用的地球物理方法第1頁(yè)/共81頁(yè)1分類土壤氣氡測(cè)量氡析出率測(cè)量氡氣測(cè)量（大氣環(huán)境中）瞬時(shí)測(cè)量連續(xù)測(cè)量累積測(cè)量第2頁(yè)/共81頁(yè)分類土壤氣氡測(cè)量第2頁(yè)/共81頁(yè)2氡的特性氣態(tài)氡：無(wú)色無(wú)味液態(tài)氡：起初是無(wú)色透明的，然后由于衰變產(chǎn)物，它能使容器的玻璃壁發(fā)綠色熒光固態(tài)氡：不透明，能發(fā)出明亮的淺藍(lán)色光第3頁(yè)/共81頁(yè)氡的特性氣態(tài)氡：無(wú)色無(wú)味第3頁(yè)/共81頁(yè)3氡的特性-氡的理化性質(zhì)元素周期表第Ⅵ周期的零族元素原子半徑：0.13nm單原子放射性氣體分子直徑為0.46nm惰性氣體，不活潑，無(wú)色無(wú)味。氡轉(zhuǎn)化為固態(tài)的溫度約為-113℃。熔點(diǎn)為-71℃。沸點(diǎn)為-62℃。氡氣的密度比空氣要重，在OC和101325Pa下，氣態(tài)氡的密度為9.73×10-3g/cm

，常溫下氡及子體在空氣中能形成放射性氣溶膠而污染空氣。6.1氡釷射氣及其衰變產(chǎn)物第4頁(yè)/共81頁(yè)氡的特性-氡的理化性質(zhì)元素周期表第Ⅵ周期的零族元素氡轉(zhuǎn)4氡的物理特性輻射（衰變）特性溶解性易被固體吸附具遷移性（擴(kuò)散對(duì)流為主）第5頁(yè)/共81頁(yè)氡的物理特性輻射（衰變）特性第5頁(yè)/共81頁(yè)5氡的衰變特性-三個(gè)天然放射性同位素RaC氡的短壽命子體Rn222鈾-238衰變鏈第6頁(yè)/共81頁(yè)氡的衰變特性-三個(gè)天然放射性同位素RaC氡的短壽命子體Rn26氡最重要的同位素是三個(gè)天然放射系（鈾系、釷系和錒系）中鐳的子體222Rn、220Rn和219Rn。219Rn半衰期不到4秒，從它產(chǎn)生的地點(diǎn)到人類呼吸帶之前就衰變完了。220Rn的半衰期為55.6秒。通常所說(shuō)的氡僅指222Rn。222Rn是鈾系衰變的中間產(chǎn)物,它的半衰期為3.82天，衰變過(guò)程產(chǎn)生一系列新的放射性核素。習(xí)慣上將這些新生的放射性核素稱做氡子體。氡子體分為短壽命子體(從218Po到214Po)和長(zhǎng)壽命子體(210Pb以后)。第7頁(yè)/共81頁(yè)氡最重要的同位素是三個(gè)天然放射系（鈾系、釷系和錒系）中鐳的子7氡的三個(gè)天然同位素Rn-222Rn-220Rn-219總結(jié)：半衰期、衰變類型、粒子能量、衰變產(chǎn)物第8頁(yè)/共81頁(yè)氡的三個(gè)天然同位素Rn-222第8頁(yè)/共81頁(yè)8氡同位素的輻射性質(zhì)同位素半衰期（T1/2）衰變常數(shù)，s-1射線類型能量（Mev）在空氣中的射程（cm）222Rn3.825d2.097×10-4α5.4814.04220Rn54.5s1.272×10-2α6.2874.09219Rn3.92s0.1768α6.423（7.5%）5.566.551（11.5%）6.817（1.0%）6.527（0.1%）第9頁(yè)/共81頁(yè)氡同位素的輻射性質(zhì)射線類型能量在空氣中的射程（cm）2229核素符號(hào)俗稱半衰期核衰變類型粒子能量/Mev

218PoRaA3.05minα6.002

214PbRaB26.8minββ

214BiRaC19.7minββ

214PoRaC`1.64×10-4sα7.687第10頁(yè)/共81頁(yè)核素符號(hào)俗稱半衰期核衰變類型粒子能量/Mev2110第11頁(yè)/共81頁(yè)第11頁(yè)/共81頁(yè)11232Th系衰變圖232Th228Ra208Pb208Tl220Rn216Po224RaT1/24.46×109aT1/255sec228Ac228Th第12頁(yè)/共81頁(yè)232Th系衰變圖232Th228Ra208Pb208Tl212第13頁(yè)/共81頁(yè)第13頁(yè)/共81頁(yè)13溶解性放射性氣體能以不同的速度溶解于不同的液體中，其中尤為顯著者是溶解于各種油脂和煤油中。根據(jù)格林定律，液體中的氡濃度（Rn氣/V氣）和氣體中的氡濃度（Rn氣/V氣）成正比，即：第14頁(yè)/共81頁(yè)溶解性放射性氣體能以不同的速度溶解于不同的液體中，其中尤為顯14式中，ω——氡氣的溶解系數(shù)；V液和V氣——相應(yīng)為液體和氣體的體積；Rn液和Rn氣——相應(yīng)為液體和氣體中氡的濃度。氡在水中的溶解系數(shù)同溫度的關(guān)系更為密切，有下式：

式中，t——溫度，oC第15頁(yè)/共81頁(yè)式中，ω——氡氣的溶解系數(shù)；第15頁(yè)/共81頁(yè)15溶解系數(shù)與溫度的關(guān)系t,（

0C）05102030405060708090100

ω0.5100.4200.3510.2540.1950.1590.1380.1250.1170.1120.1100.108第16頁(yè)/共81頁(yè)溶解系數(shù)與溫度的關(guān)系t,（0C）05102030405016易被固體吸附所有的固體在不同沉度上吸附氡活性炭對(duì)氡的吸附能量最強(qiáng)粘土、石臘、橡膠、煤等吸附能量很強(qiáng)第17頁(yè)/共81頁(yè)易被固體吸附所有的固體在不同沉度上吸附氡第17頁(yè)/共81頁(yè)17環(huán)境中的氡水平低通風(fēng)率第18頁(yè)/共81頁(yè)環(huán)境中的氡水平低通風(fēng)率第18頁(yè)/共81頁(yè)186.2土壤中氡的來(lái)源及遷移6.2.1氡在土壤中的遷移

擴(kuò)散作用對(duì)流作用6.2.2氡在土壤中的遷移規(guī)律

6.2.3土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第19頁(yè)/共81頁(yè)6.2土壤中氡的來(lái)源及遷移第19頁(yè)/共81頁(yè)19氡在介質(zhì)中的產(chǎn)生鐳衰變時(shí)，氡原子與α粒子之間由于動(dòng)量守恒使氡原子獲得86keV的動(dòng)能[23]，正是在這個(gè)反沖動(dòng)能的作用下，新衰變產(chǎn)生的氡原子將離開衰變前鐳原子的位置而運(yùn)動(dòng)一段距離，這段距離稱為反沖距離。反沖距離的大小依賴于發(fā)生衰變介質(zhì)的密度和組成，氡氣在礦物顆粒中的的射程是20—70nm，空氣中是60μm,水中是0.1μm。在普通密度的礦物中，如果Ra原子離顆粒表面的距離大于70nm時(shí)，它就會(huì)阻止在晶格里面，那么就不會(huì)對(duì)發(fā)射部分作出貢獻(xiàn)。第20頁(yè)/共81頁(yè)氡在介質(zhì)中的產(chǎn)生鐳衰變時(shí)，氡原子與α粒子之間由于動(dòng)量守恒20所以固體中鐳衰變后，產(chǎn)生的氡原子并不全是可遷移的。因?yàn)榉礇_的氡原子可能在進(jìn)入微裂隙前便阻留在周圍晶格中，也可能穿過(guò)微裂隙重新進(jìn)入附近的固體晶格而阻留。上述在晶格中的氡原子在常溫下僅靠分子熱運(yùn)動(dòng)是很難擴(kuò)散出晶格的，故可認(rèn)為是不可遷移的。固體中鐳衰變產(chǎn)生的所有氡原子中，進(jìn)入孔隙中的可遷移部分所占的份額叫做發(fā)射系數(shù)(ε)。發(fā)射系數(shù)是決定土壤中可遷移的有效氡含量的源項(xiàng)。第21頁(yè)/共81頁(yè)所以固體中鐳衰變后，產(chǎn)生的氡原子并不全是可遷移的。因?yàn)榉礇_的21氡在土壤中的反沖機(jī)制第22頁(yè)/共81頁(yè)氡在土壤中的反沖機(jī)制第22頁(yè)/共81頁(yè)22Emanation：發(fā)射，指在介質(zhì)內(nèi)部recoil（反沖）diffusion（擴(kuò)散）Exhalation：析出，孔隙中的射氣擴(kuò)散到大氣中發(fā)射率，發(fā)射系數(shù)ε土壤顆粒中形成并逃到孔隙中的氡稱為發(fā)射率，由反沖和擴(kuò)散兩部分組成。氣體在固體中的擴(kuò)散系數(shù)是很小的，以反沖為主。第23頁(yè)/共81頁(yè)Emanation：發(fā)射，指在介質(zhì)內(nèi)部第23頁(yè)/共8123發(fā)射系數(shù)的影響因素研究表明，濕度對(duì)氡發(fā)射率的影響很大。這是因?yàn)殡痹谒械姆礇_射程遠(yuǎn)比在空氣中的反沖射程小，氡原子在空氣中的反沖射程為64,000nm，在水中的反沖射程為95nm[25]。進(jìn)入充水的空隙中的氡原子，在水膜中結(jié)束其反沖的可能性很大，從而使氡原子越過(guò)孔隙進(jìn)入另一顆粒中的可能性減小。由于水膜的截留，逃出顆粒束縛的自由氡量會(huì)增大，相應(yīng)的氡發(fā)射率就會(huì)增大。第24頁(yè)/共81頁(yè)發(fā)射系數(shù)的影響因素研究表明，濕度對(duì)氡發(fā)射率的影響很大。這是因24對(duì)樣品加熱能引起物質(zhì)的變化（濕度減小、晶格缺陷退火、相轉(zhuǎn)變），從而導(dǎo)致射氣擴(kuò)散能力的改變。物質(zhì)的變化能直接引起射氣作用的改變；當(dāng)潤(rùn)濕樣品被加熱時(shí)，若溫度不是很高，在孔隙中會(huì)恢復(fù)部分水膜，從而使氡發(fā)射率增大。若對(duì)樣品加熱到高溫時(shí)，則能減少水膜的面積，從而使氡發(fā)射率減小。此外，其它因素如物質(zhì)的粒度也會(huì)對(duì)氡發(fā)射率造成影響。第25頁(yè)/共81頁(yè)對(duì)樣品加熱能引起物質(zhì)的變化（濕度減小、晶格缺陷退火、相轉(zhuǎn)變）25氡的遷移根據(jù)氡在多孔介質(zhì)中運(yùn)移的理論，推動(dòng)氡通過(guò)充滿流體（空氣和水）的空隙中行進(jìn)的動(dòng)力主要有體積活度梯度和壓力梯度兩種，即兩種運(yùn)移方式。擴(kuò)散作用對(duì)流作用第26頁(yè)/共81頁(yè)氡的遷移根據(jù)氡在多孔介質(zhì)中運(yùn)移的理論，推動(dòng)氡通過(guò)充滿流體（空26擴(kuò)散作用氡氣是一種可隨時(shí)間變化而衰變的放射性氣體，它的分子由于熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果而向濃度?。w積活度低）的方向移動(dòng)，稱為擴(kuò)散。氡的擴(kuò)散服從一般氣體擴(kuò)散的Fick第一定律第27頁(yè)/共81頁(yè)擴(kuò)散作用氡氣是一種可隨時(shí)間變化而衰變的放射性氣體，它的分子由27J1—氡的擴(kuò)散流密度，(Bq/m2s)；C—介質(zhì)孔隙中的氡濃度(Bq/m3)；D—氡在介質(zhì)中的擴(kuò)散系數(shù)(m2/s)；▽C—介質(zhì)孔隙中的氡濃度梯度(Bq/m4)。第28頁(yè)/共81頁(yè)第28頁(yè)/共81頁(yè)28氡氣的擴(kuò)散遷移可以在氣體、液體和固體中進(jìn)行，它的擴(kuò)散主要取決于以下因素：孔隙度、滲透性、溫度、結(jié)構(gòu)和濕度等。這里所說(shuō)的擴(kuò)散系數(shù)D是指氡在作為一個(gè)整體的介質(zhì)中的擴(kuò)散系數(shù)，而實(shí)際科學(xué)研究中經(jīng)常用到的是有效擴(kuò)散系數(shù)De的概念，有效擴(kuò)散系數(shù)是指氡在介質(zhì)孔隙空間中的擴(kuò)散系數(shù)。第29頁(yè)/共81頁(yè)氡氣的擴(kuò)散遷移可以在氣體、液體和固體中進(jìn)行，它的擴(kuò)散主要取決29擴(kuò)散系數(shù)D在數(shù)值上等于濃度梯度為一個(gè)單位時(shí)，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的射氣量。第30頁(yè)/共81頁(yè)第30頁(yè)/共81頁(yè)30對(duì)流作用對(duì)流是僅次于擴(kuò)散作用的另一種重要作用，當(dāng)介質(zhì)與環(huán)境中存在著壓力差時(shí)，氣體可以從壓力高的部位向壓力低的部位遷移。氣體的對(duì)流服從達(dá)西定律。第31頁(yè)/共81頁(yè)對(duì)流作用對(duì)流是僅次于擴(kuò)散作用的另一種重要作用，當(dāng)介質(zhì)與環(huán)境中31

對(duì)流作用-用Dacy定律式中：-流體的對(duì)流速度(m/s)；

Ｋ＿介質(zhì)的滲透率，(m2)

；μ－空氣動(dòng)態(tài)粘滯系數(shù)（viscosity）(Ns/m2)

；P－壓力。第32頁(yè)/共81頁(yè)

對(duì)流作用-用Dacy定律第32頁(yè)/共81頁(yè)32其中空氣壓力梯度是產(chǎn)生滲流作用的原動(dòng)力，氣壓、風(fēng)力和溫度的變化都會(huì)造成土壤內(nèi)部孔隙與地面空氣之間的壓力差。土壤滲透性K與土壤粒徑大小、土壤成分、孔隙度大小以及孔隙的連通情況有密切關(guān)系。很多研究都表明，土壤的滲透性是決定土壤氡潛勢(shì)的重要因素。第33頁(yè)/共81頁(yè)其中空氣壓力梯度是產(chǎn)生滲流作用的原動(dòng)力，氣壓、風(fēng)力和溫度的變33氡在土壤中的遷移規(guī)律第34頁(yè)/共81頁(yè)氡在土壤中的遷移規(guī)律第34頁(yè)/共81頁(yè)34從均勻介質(zhì)中到達(dá)介質(zhì)表面氡濃度剖面的穩(wěn)態(tài)方程為式中：peff－介質(zhì)中的有效孔隙度,%；ρ－介質(zhì)密度,g/cm3；aB－介質(zhì)中的鐳含量,Bq/kg；CB－深度為Z時(shí)的氡濃度，Bq/m3

CBS－深度為無(wú)限大時(shí)氡的濃度,Bq/m3。第35頁(yè)/共81頁(yè)從均勻介質(zhì)中到達(dá)介質(zhì)表面氡濃度剖面的穩(wěn)態(tài)方程為第35頁(yè)/共835僅考慮分子擴(kuò)散作用時(shí)，穩(wěn)態(tài)方程的解為，當(dāng)z=0時(shí)，CB=0式中：第36頁(yè)/共81頁(yè)僅考慮分子擴(kuò)散作用時(shí)，穩(wěn)態(tài)方程的解為，當(dāng)z=0時(shí)，CB=036地表面氡的析出率可表示為：式中，RB－為氡的擴(kuò)散長(zhǎng)度第37頁(yè)/共81頁(yè)第37頁(yè)/共81頁(yè)37土壤氡濃度分布規(guī)律-二層模型第38頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡濃度分布規(guī)律-二層模型第38頁(yè)/共81頁(yè)38計(jì)算公式第39頁(yè)/共81頁(yè)計(jì)算公式第39頁(yè)/共81頁(yè)39土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第40頁(yè)/共81頁(yè)土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第40頁(yè)/共81頁(yè)406.3氡測(cè)量方法土壤氡測(cè)量大氣氡測(cè)量氡析出率測(cè)量第41頁(yè)/共81頁(yè)6.3氡測(cè)量方法土壤氡測(cè)量第41頁(yè)/共81頁(yè)41第42頁(yè)/共81頁(yè)第42頁(yè)/共81頁(yè)42土壤氡測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量（常規(guī)測(cè)量）連續(xù)測(cè)量累積測(cè)量第43頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量（常規(guī)測(cè)量）第43頁(yè)/共81頁(yè)43瞬時(shí)測(cè)量測(cè)網(wǎng)：與伽馬能譜測(cè)量相同測(cè)量孔深：60-80cm測(cè)量次數(shù)：1次/點(diǎn)檢查測(cè)量：可疑地段、異常地段100%

一般地段：20%資料處理：按地質(zhì)單元作統(tǒng)計(jì)規(guī)范：氡及其子體測(cè)量EJ/T605-91第44頁(yè)/共81頁(yè)瞬時(shí)測(cè)量測(cè)網(wǎng)：與伽馬能譜測(cè)量相同第44頁(yè)/共81頁(yè)44土壤氡測(cè)量-瞬時(shí)測(cè)量?jī)x器：FD—3017鐳A測(cè)氡儀硅半導(dǎo)體探測(cè)器，單道alpha能譜儀通過(guò)測(cè)量218Po的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算氡的濃度儀器框圖P.83第45頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡測(cè)量-瞬時(shí)測(cè)量?jī)x器：FD—3017鐳A測(cè)氡儀第45頁(yè)/45第46頁(yè)/共81頁(yè)第46頁(yè)/共81頁(yè)46儀器工作原理方框圖：P.83由操作臺(tái)、抽氣泵和取樣器三部分組成儀器測(cè)量結(jié)果顯示：218Po（采樣時(shí)間內(nèi)）第47頁(yè)/共81頁(yè)儀器工作原理方框圖：P.83第47頁(yè)/共81頁(yè)47刻度：用液體鐳源，或在氡室刻度用真空法刻度p.170連接圖：p.170計(jì)算公式：p.170(6-3-10)第48頁(yè)/共81頁(yè)刻度：用液體鐳源，或在氡室刻度用真空法刻度p.170第48頁(yè)48Kf-換算系數(shù)，Bq/L·cpm；CRa-鐳-226的活度，Bq;λRa–氡-222的衰度常數(shù)，s-1;t-液體鐳源密封積累時(shí)間，s；n-儀器示值的平均值，cpm;V-循環(huán)體積，L。第49頁(yè)/共81頁(yè)Kf-換算系數(shù)，Bq/L·cpm；第49頁(yè)/共81頁(yè)49由液體鐳源中鐳形成的氡量計(jì)算公式第50頁(yè)/共81頁(yè)由液體鐳源中鐳形成的氡量計(jì)算公式第50頁(yè)/共81頁(yè)50CRa——鐳的活度，Bq；t-液體鐳源密封時(shí)間第51頁(yè)/共81頁(yè)CRa——鐳的活度，Bq；第51頁(yè)/共81頁(yè)51野外測(cè)量:打孔；抽氣；測(cè)量；計(jì)算氡濃度第52頁(yè)/共81頁(yè)野外測(cè)量:打孔；第52頁(yè)/共81頁(yè)52資料整理與伽馬能譜測(cè)量類似按地質(zhì)單元做統(tǒng)計(jì)分析第53頁(yè)/共81頁(yè)資料整理與伽馬能譜測(cè)量類似第53頁(yè)/共81頁(yè)53土壤和建筑材料的氡－222和氡－220的析出率參數(shù)核素土壤建筑材料典型值范圍典型值范圍發(fā)射率

εRadon0.10.01-0.50.050.005-0.3Thoron0.050.01-0.20.010.002-0.06密度（103kgm-3）20.8-31.50.8-2.5有效孔隙度

(peff)0.250.1-0.50.250.1-0.5擴(kuò)散系數(shù)（ms-1）5×10-610-8-10-55×10-710-8-10-6擴(kuò)散長(zhǎng)度

RB(m)Radon1.50.1-30.50.005-1Thoron0.020.0050.001-0.01活度aB(Bqkg-1)Ra-226405-120602-1200Th-232405-120505-200析出率（Bqm-2s-1）Radon0.0210-3-0.055×10-410-4-0.003Thoron10.050.01-0.2第54頁(yè)/共81頁(yè)土壤和建筑材料的氡－222和氡－220的析出率參數(shù)核素土壤建54土壤氡累積測(cè)量方法固體核徑跡測(cè)量活性炭測(cè)量熱釋光測(cè)量218Po測(cè)量α卡210Po法第55頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡累積測(cè)量方法固體核徑跡測(cè)量第55頁(yè)/共81頁(yè)55氡濃度測(cè)量方法比較累積測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量連續(xù)測(cè)量第56頁(yè)/共81頁(yè)氡濃度測(cè)量方法比較累積測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量連續(xù)測(cè)量第56頁(yè)/共81頁(yè)56固體核徑跡測(cè)量（SSNTD）探測(cè)器（CR-39等）裝置P.177刻度現(xiàn)場(chǎng)布樣（放置在測(cè)量點(diǎn)）室內(nèi)蝕刻及觀測(cè)徑跡計(jì)算氡濃度（SolidStateNuclearTrackDetector）第57頁(yè)/共81頁(yè)固體核徑跡測(cè)量（SSNTD）探測(cè)器（CR-39等）第57頁(yè)/57中國(guó)疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所

ATD由擴(kuò)散杯、滲透膜和徑跡片三部分組成。測(cè)量原理如下：空氣中的氡氣通過(guò)濾膜擴(kuò)散到測(cè)量杯中，氡及其子體衰變產(chǎn)生的α粒子碰撞到徑跡片上沿著它們的軌跡造成原子尺度的輻射損傷,即潛跡。經(jīng)化學(xué)處理，這些潛徑跡能夠擴(kuò)大為可觀察的永久性徑跡。根據(jù)徑跡密度和在標(biāo)準(zhǔn)氡濃度暴露下的刻度系數(shù)可計(jì)算出被測(cè)場(chǎng)所的平均氡濃度。α徑跡探測(cè)器ATD(AlphaTrackDetectors)←濾膜氡濃度的長(zhǎng)期（累積）測(cè)量←擴(kuò)散杯徑跡片α粒子第58頁(yè)/共81頁(yè)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心ATD由擴(kuò)散杯、滲透膜和徑跡58徑跡的形成及固體核徑跡探測(cè)器的性質(zhì)徑跡的形成射線作用輻射損傷化學(xué)蝕刻徑跡

第59頁(yè)/共81頁(yè)徑跡的形成及固體核徑跡探測(cè)器的性質(zhì)徑跡的形成第59頁(yè)/共8159固體核徑跡探測(cè)器結(jié)晶:(云母)非結(jié)晶:玻璃塑料:CR-39CR-39烯丙基二甘醇碳酸酯第60頁(yè)/共81頁(yè)固體核徑跡探測(cè)器第60頁(yè)/共81頁(yè)60固體核徑跡裝置的刻度目的：將各臺(tái)儀器或每批測(cè)量裝置測(cè)得的儀器讀數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位示值。方法：（１）在完全相同的測(cè)量條件、相同或近于相同的測(cè)量環(huán)境下，將儀器或測(cè)量裝置放在氡室（或用標(biāo)準(zhǔn)源）測(cè)定已知氡濃度下的示值（或響應(yīng)），求得換算系數(shù)；（２）每批樣品必須留空白樣；（３）必須有質(zhì)量保證措施，儀器的檢查、重復(fù)樣，監(jiān)控樣第61頁(yè)/共81頁(yè)固體核徑跡裝置的刻度目的：將各臺(tái)儀器或每批測(cè)量裝置測(cè)得的儀器61每批樣品應(yīng)在氡室刻度，求得刻度系數(shù)。CRn－氡濃度，Bqm-3nR－凈徑跡密度；Ｔ－暴露時(shí)間，h；FR－刻度系數(shù)。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《環(huán)境空氣中氡的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法》GB/T14582-93第62頁(yè)/共81頁(yè)每批樣品應(yīng)在氡室刻度，求得刻度系數(shù)。CRn－氡濃度，Bq62現(xiàn)場(chǎng)布樣室內(nèi)氡濃度測(cè)量：30天-90天土壤氡濃度測(cè)量：一周左右第63頁(yè)/共81頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)布樣室內(nèi)氡濃度測(cè)量：30天-90天第63頁(yè)/共81頁(yè)63室內(nèi)蝕刻及觀測(cè)徑跡化學(xué)蝕刻，將輻射損傷粒徑放大至幾百μm級(jí)；氫氧化鉀溶液：16%化學(xué)蝕刻液：氫氧化鉀溶液與C2H2OH的體積比為1:2，將燒杯放入洹溫器內(nèi)，在60℃下放置４小時(shí)；在生物顯微鏡下觀察蝕坑的個(gè)數(shù)，由孔洞數(shù)目可以確定放射粒子的數(shù)目（或用電火花自動(dòng)計(jì)數(shù)），計(jì)算徑跡密度，扣除本底后計(jì)算凈計(jì)數(shù)第64頁(yè)/共81頁(yè)室內(nèi)蝕刻及觀測(cè)徑跡化學(xué)蝕刻，將輻射損傷粒徑放大至幾百μm級(jí)；64計(jì)算氡濃度按刻度公式計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的氡濃度第65頁(yè)/共81頁(yè)計(jì)算氡濃度按刻度公式計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的氡濃度第65頁(yè)/共81頁(yè)65優(yōu)點(diǎn):

可進(jìn)行環(huán)境水平氡濃度的累積測(cè)量，直接得到被測(cè)場(chǎng)所氡的年均照射量，從而避免了由于時(shí)間、季節(jié)，氣象因素變化所帶來(lái)的影響。方法穩(wěn)定、測(cè)量結(jié)果重現(xiàn)性好；在測(cè)量期間不需要電源；探測(cè)器的體積很小便于布放和郵寄；操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉?？捎糜诼殬I(yè)暴露劑量檢測(cè)。從近年UUNSCEAR報(bào)告發(fā)表的室內(nèi)氡濃度調(diào)查結(jié)果來(lái)看，ATD的應(yīng)用率逐年增加,已成為環(huán)境氡測(cè)量的主要手段之一。靈敏度:<3.7Bq/m3/3個(gè)月,存在的問(wèn)題:海拔高度和杯體材料產(chǎn)生靜電的干擾。有些探測(cè)器為了提高靈敏度，設(shè)計(jì)了很高的空氣交換率，致使測(cè)量時(shí)220Rn也同222Rn一起擴(kuò)散到測(cè)量杯中，對(duì)結(jié)果造成干擾。第66頁(yè)/共81頁(yè)優(yōu)點(diǎn):可進(jìn)行環(huán)境水平氡濃度的累積測(cè)量，直接得到被測(cè)場(chǎng)所氡的66氡析出率測(cè)量概念氡析出率是單位時(shí)間單位面積上從介質(zhì)表面釋放到大氣空間的氡的量。第67頁(yè)/共81頁(yè)氡析出率測(cè)量概念第67頁(yè)/共81頁(yè)67氡析出率測(cè)量方法用alpha譜儀進(jìn)行測(cè)量德國(guó)ERS-2測(cè)氡儀活性炭累積吸附法第68頁(yè)/共81頁(yè)氡析出率測(cè)量方法用alpha譜儀進(jìn)行測(cè)量德國(guó)ERS-2測(cè)68氡析出率計(jì)算通過(guò)測(cè)量不同累積時(shí)間內(nèi)的氡濃度計(jì)算氡的析出率線性擬合指數(shù)擬合第69頁(yè)/共81頁(yè)氡析出率計(jì)算通過(guò)測(cè)量不同累積時(shí)間內(nèi)的氡濃度計(jì)算氡的析出率第669線性擬合F=Slope·V/A[Bq/m2s]第70頁(yè)/共81頁(yè)線性擬合第70頁(yè)/共81頁(yè)70指數(shù)擬合C(t)=Cmax·(1-exp-(λ·t))(Exponentialgrowth)F=Cmax·λ·V/A[Bq/m2s]F-氡析出率，V-測(cè)氡儀體積A-測(cè)氡儀底部面積第71頁(yè)/共81頁(yè)指數(shù)擬合C(t)=Cmax·(1-exp-(λ·t716.4氡測(cè)量方法的應(yīng)用-水工環(huán)找礦：鈾礦、石油與天然氣找斷層找水：冷水、熱水（溫泉）區(qū)域氡潛勢(shì)填圖地震預(yù)報(bào)煤田陷落柱、煤層氣燃燒區(qū)第72頁(yè)/共81頁(yè)6.4氡測(cè)量方法的應(yīng)用-水工環(huán)找礦：鈾礦、石油與天然氣第72式中，ω——氡氣的溶解系數(shù)；V液和V氣——相應(yīng)為液體和氣體的體積；Rn液和Rn氣——相應(yīng)為液體和氣體中氡的濃度。氡在水中的溶解系數(shù)同溫度的關(guān)系更為密切，有下式：

式中，t——溫度，oC第73頁(yè)/共81頁(yè)式中，ω——氡氣的溶解系數(shù)；第73頁(yè)/共81頁(yè)73溶解系數(shù)與溫度的關(guān)系t,（

0C）05102030405060708090100

ω0.5100.4200.3510.2540.1950.1590.1380.1250.1170.1120.1100.108第74頁(yè)/共81頁(yè)溶解系數(shù)與溫度的關(guān)系t,（0C）05102030405074氡在介質(zhì)中的產(chǎn)生鐳衰變時(shí)，氡原子與α粒子之間由于動(dòng)量守恒使氡原子獲得86keV的動(dòng)能[23]，正是在這個(gè)反沖動(dòng)能的作用下，新衰變產(chǎn)生的氡原子將離開衰變前鐳原子的位置而運(yùn)動(dòng)一段距離，這段距離稱為反沖距離。反沖距離的大小依賴于發(fā)生衰變介質(zhì)的密度和組成，氡氣在礦物顆粒中的的射程是20—70nm，空氣中是60μm,水中是0.1μm。在普通密度的礦物中，如果Ra原子離顆粒表面的距離大于70nm時(shí)，它就會(huì)阻止在晶格里面，那么就不會(huì)對(duì)發(fā)射部分作出貢獻(xiàn)。第75頁(yè)/共81頁(yè)氡在介質(zhì)中的產(chǎn)生鐳衰變時(shí)，氡原子與α粒子之間由于動(dòng)量守恒75發(fā)射系數(shù)的影響因素研究表明，濕度對(duì)氡發(fā)射率的影響很大。這是因?yàn)殡痹谒械姆礇_射程遠(yuǎn)比在空氣中的反沖射程小，氡原子在空氣中的反沖射程為64,000nm，在水中的反沖射程為95nm[25]。進(jìn)入充水的空隙中的氡原子，在水膜中結(jié)束其反沖的可能性很大，從而使氡原子越過(guò)孔隙進(jìn)入另一顆粒中的可能性減小。由于水膜的截留，逃出顆粒束縛的自由氡量會(huì)增大，相應(yīng)的氡發(fā)射率就會(huì)增大。第76頁(yè)/共81頁(yè)發(fā)射系數(shù)的影響因素研究表明，濕度對(duì)氡發(fā)射率的影響很大。這是因76土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第77頁(yè)/共81頁(yè)土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第77頁(yè)/共81頁(yè)77土壤氡測(cè)量-瞬時(shí)測(cè)量?jī)x器：FD—3017鐳A測(cè)氡儀硅半導(dǎo)體探測(cè)器，單道alpha能譜儀通過(guò)測(cè)量218Po的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算氡的濃度儀器框圖P.83第78頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡測(cè)量-瞬時(shí)測(cè)量?jī)x器：FD—3017鐳A測(cè)氡儀第78頁(yè)/78由液體鐳源中鐳形成的氡量計(jì)算公式第79頁(yè)/共81頁(yè)由液體鐳源中鐳形成的氡量計(jì)算公式第79頁(yè)/共81頁(yè)79固體核徑跡裝置的刻度目的：將各臺(tái)儀器或每批測(cè)量裝置測(cè)得的儀器讀數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位示值。方法：（１）在完全相同的測(cè)量條件、相同或近于相同的測(cè)量環(huán)境下，將儀器或測(cè)量裝置放在氡室（或用標(biāo)準(zhǔn)源）測(cè)定已知氡濃度下的示值（或響應(yīng)），求得換算系數(shù)；（２）每批樣品必須留空白樣；（３）必須有質(zhì)量保證措施，儀器的檢查、重復(fù)樣，監(jiān)控樣第80頁(yè)/共81頁(yè)固體核徑跡裝置的刻度目的：將各臺(tái)儀器或每批測(cè)量裝置測(cè)得的儀器80感謝您的觀賞！第81頁(yè)/共81頁(yè)感謝您的觀賞！第81頁(yè)/共81頁(yè)81氡測(cè)量方法是一種常用的地球物理方法1900年，F(xiàn).Dorn發(fā)現(xiàn)氡-2221904年，在加拿大開始出現(xiàn)測(cè)量土壤和河水中氡氣測(cè)量的裝置和方法20世紀(jì)20年代成為野外找礦方法主要應(yīng)用于尋找鈾礦也廣泛應(yīng)用于找水、確定構(gòu)造位置、地震預(yù)報(bào)環(huán)境評(píng)價(jià)及保護(hù)-氡潛勢(shì)填圖第1頁(yè)/共81頁(yè)氡測(cè)量方法是一種常用的地球物理方法第1頁(yè)/共81頁(yè)82分類土壤氣氡測(cè)量氡析出率測(cè)量氡氣測(cè)量（大氣環(huán)境中）瞬時(shí)測(cè)量連續(xù)測(cè)量累積測(cè)量第2頁(yè)/共81頁(yè)分類土壤氣氡測(cè)量第2頁(yè)/共81頁(yè)83氡的特性氣態(tài)氡：無(wú)色無(wú)味液態(tài)氡：起初是無(wú)色透明的，然后由于衰變產(chǎn)物，它能使容器的玻璃壁發(fā)綠色熒光固態(tài)氡：不透明，能發(fā)出明亮的淺藍(lán)色光第3頁(yè)/共81頁(yè)氡的特性氣態(tài)氡：無(wú)色無(wú)味第3頁(yè)/共81頁(yè)84氡的特性-氡的理化性質(zhì)元素周期表第Ⅵ周期的零族元素原子半徑：0.13nm單原子放射性氣體分子直徑為0.46nm惰性氣體，不活潑，無(wú)色無(wú)味。氡轉(zhuǎn)化為固態(tài)的溫度約為-113℃。熔點(diǎn)為-71℃。沸點(diǎn)為-62℃。氡氣的密度比空氣要重，在OC和101325Pa下，氣態(tài)氡的密度為9.73×10-3g/cm

，常溫下氡及子體在空氣中能形成放射性氣溶膠而污染空氣。6.1氡釷射氣及其衰變產(chǎn)物第4頁(yè)/共81頁(yè)氡的特性-氡的理化性質(zhì)元素周期表第Ⅵ周期的零族元素氡轉(zhuǎn)85氡的物理特性輻射（衰變）特性溶解性易被固體吸附具遷移性（擴(kuò)散對(duì)流為主）第5頁(yè)/共81頁(yè)氡的物理特性輻射（衰變）特性第5頁(yè)/共81頁(yè)86氡的衰變特性-三個(gè)天然放射性同位素RaC氡的短壽命子體Rn222鈾-238衰變鏈第6頁(yè)/共81頁(yè)氡的衰變特性-三個(gè)天然放射性同位素RaC氡的短壽命子體Rn287氡最重要的同位素是三個(gè)天然放射系（鈾系、釷系和錒系）中鐳的子體222Rn、220Rn和219Rn。219Rn半衰期不到4秒，從它產(chǎn)生的地點(diǎn)到人類呼吸帶之前就衰變完了。220Rn的半衰期為55.6秒。通常所說(shuō)的氡僅指222Rn。222Rn是鈾系衰變的中間產(chǎn)物,它的半衰期為3.82天，衰變過(guò)程產(chǎn)生一系列新的放射性核素。習(xí)慣上將這些新生的放射性核素稱做氡子體。氡子體分為短壽命子體(從218Po到214Po)和長(zhǎng)壽命子體(210Pb以后)。第7頁(yè)/共81頁(yè)氡最重要的同位素是三個(gè)天然放射系（鈾系、釷系和錒系）中鐳的子88氡的三個(gè)天然同位素Rn-222Rn-220Rn-219總結(jié)：半衰期、衰變類型、粒子能量、衰變產(chǎn)物第8頁(yè)/共81頁(yè)氡的三個(gè)天然同位素Rn-222第8頁(yè)/共81頁(yè)89氡同位素的輻射性質(zhì)同位素半衰期（T1/2）衰變常數(shù)，s-1射線類型能量（Mev）在空氣中的射程（cm）222Rn3.825d2.097×10-4α5.4814.04220Rn54.5s1.272×10-2α6.2874.09219Rn3.92s0.1768α6.423（7.5%）5.566.551（11.5%）6.817（1.0%）6.527（0.1%）第9頁(yè)/共81頁(yè)氡同位素的輻射性質(zhì)射線類型能量在空氣中的射程（cm）22290核素符號(hào)俗稱半衰期核衰變類型粒子能量/Mev

218PoRaA3.05minα6.002

214PbRaB26.8minββ

214BiRaC19.7minββ

214PoRaC`1.64×10-4sα7.687第10頁(yè)/共81頁(yè)核素符號(hào)俗稱半衰期核衰變類型粒子能量/Mev2191第11頁(yè)/共81頁(yè)第11頁(yè)/共81頁(yè)92232Th系衰變圖232Th228Ra208Pb208Tl220Rn216Po224RaT1/24.46×109aT1/255sec228Ac228Th第12頁(yè)/共81頁(yè)232Th系衰變圖232Th228Ra208Pb208Tl293第13頁(yè)/共81頁(yè)第13頁(yè)/共81頁(yè)94溶解性放射性氣體能以不同的速度溶解于不同的液體中，其中尤為顯著者是溶解于各種油脂和煤油中。根據(jù)格林定律，液體中的氡濃度（Rn氣/V氣）和氣體中的氡濃度（Rn氣/V氣）成正比，即：第14頁(yè)/共81頁(yè)溶解性放射性氣體能以不同的速度溶解于不同的液體中，其中尤為顯95式中，ω——氡氣的溶解系數(shù)；V液和V氣——相應(yīng)為液體和氣體的體積；Rn液和Rn氣——相應(yīng)為液體和氣體中氡的濃度。氡在水中的溶解系數(shù)同溫度的關(guān)系更為密切，有下式：

式中，t——溫度，oC第15頁(yè)/共81頁(yè)式中，ω——氡氣的溶解系數(shù)；第15頁(yè)/共81頁(yè)96溶解系數(shù)與溫度的關(guān)系t,（

0C）05102030405060708090100

ω0.5100.4200.3510.2540.1950.1590.1380.1250.1170.1120.1100.108第16頁(yè)/共81頁(yè)溶解系數(shù)與溫度的關(guān)系t,（0C）05102030405097易被固體吸附所有的固體在不同沉度上吸附氡活性炭對(duì)氡的吸附能量最強(qiáng)粘土、石臘、橡膠、煤等吸附能量很強(qiáng)第17頁(yè)/共81頁(yè)易被固體吸附所有的固體在不同沉度上吸附氡第17頁(yè)/共81頁(yè)98環(huán)境中的氡水平低通風(fēng)率第18頁(yè)/共81頁(yè)環(huán)境中的氡水平低通風(fēng)率第18頁(yè)/共81頁(yè)996.2土壤中氡的來(lái)源及遷移6.2.1氡在土壤中的遷移

擴(kuò)散作用對(duì)流作用6.2.2氡在土壤中的遷移規(guī)律

6.2.3土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第19頁(yè)/共81頁(yè)6.2土壤中氡的來(lái)源及遷移第19頁(yè)/共81頁(yè)100氡在介質(zhì)中的產(chǎn)生鐳衰變時(shí)，氡原子與α粒子之間由于動(dòng)量守恒使氡原子獲得86keV的動(dòng)能[23]，正是在這個(gè)反沖動(dòng)能的作用下，新衰變產(chǎn)生的氡原子將離開衰變前鐳原子的位置而運(yùn)動(dòng)一段距離，這段距離稱為反沖距離。反沖距離的大小依賴于發(fā)生衰變介質(zhì)的密度和組成，氡氣在礦物顆粒中的的射程是20—70nm，空氣中是60μm,水中是0.1μm。在普通密度的礦物中，如果Ra原子離顆粒表面的距離大于70nm時(shí)，它就會(huì)阻止在晶格里面，那么就不會(huì)對(duì)發(fā)射部分作出貢獻(xiàn)。第20頁(yè)/共81頁(yè)氡在介質(zhì)中的產(chǎn)生鐳衰變時(shí)，氡原子與α粒子之間由于動(dòng)量守恒101所以固體中鐳衰變后，產(chǎn)生的氡原子并不全是可遷移的。因?yàn)榉礇_的氡原子可能在進(jìn)入微裂隙前便阻留在周圍晶格中，也可能穿過(guò)微裂隙重新進(jìn)入附近的固體晶格而阻留。上述在晶格中的氡原子在常溫下僅靠分子熱運(yùn)動(dòng)是很難擴(kuò)散出晶格的，故可認(rèn)為是不可遷移的。固體中鐳衰變產(chǎn)生的所有氡原子中，進(jìn)入孔隙中的可遷移部分所占的份額叫做發(fā)射系數(shù)(ε)。發(fā)射系數(shù)是決定土壤中可遷移的有效氡含量的源項(xiàng)。第21頁(yè)/共81頁(yè)所以固體中鐳衰變后，產(chǎn)生的氡原子并不全是可遷移的。因?yàn)榉礇_的102氡在土壤中的反沖機(jī)制第22頁(yè)/共81頁(yè)氡在土壤中的反沖機(jī)制第22頁(yè)/共81頁(yè)103Emanation：發(fā)射，指在介質(zhì)內(nèi)部recoil（反沖）diffusion（擴(kuò)散）Exhalation：析出，孔隙中的射氣擴(kuò)散到大氣中發(fā)射率，發(fā)射系數(shù)ε土壤顆粒中形成并逃到孔隙中的氡稱為發(fā)射率，由反沖和擴(kuò)散兩部分組成。氣體在固體中的擴(kuò)散系數(shù)是很小的，以反沖為主。第23頁(yè)/共81頁(yè)Emanation：發(fā)射，指在介質(zhì)內(nèi)部第23頁(yè)/共81104發(fā)射系數(shù)的影響因素研究表明，濕度對(duì)氡發(fā)射率的影響很大。這是因?yàn)殡痹谒械姆礇_射程遠(yuǎn)比在空氣中的反沖射程小，氡原子在空氣中的反沖射程為64,000nm，在水中的反沖射程為95nm[25]。進(jìn)入充水的空隙中的氡原子，在水膜中結(jié)束其反沖的可能性很大，從而使氡原子越過(guò)孔隙進(jìn)入另一顆粒中的可能性減小。由于水膜的截留，逃出顆粒束縛的自由氡量會(huì)增大，相應(yīng)的氡發(fā)射率就會(huì)增大。第24頁(yè)/共81頁(yè)發(fā)射系數(shù)的影響因素研究表明，濕度對(duì)氡發(fā)射率的影響很大。這是因105對(duì)樣品加熱能引起物質(zhì)的變化（濕度減小、晶格缺陷退火、相轉(zhuǎn)變），從而導(dǎo)致射氣擴(kuò)散能力的改變。物質(zhì)的變化能直接引起射氣作用的改變；當(dāng)潤(rùn)濕樣品被加熱時(shí)，若溫度不是很高，在孔隙中會(huì)恢復(fù)部分水膜，從而使氡發(fā)射率增大。若對(duì)樣品加熱到高溫時(shí)，則能減少水膜的面積，從而使氡發(fā)射率減小。此外，其它因素如物質(zhì)的粒度也會(huì)對(duì)氡發(fā)射率造成影響。第25頁(yè)/共81頁(yè)對(duì)樣品加熱能引起物質(zhì)的變化（濕度減小、晶格缺陷退火、相轉(zhuǎn)變）106氡的遷移根據(jù)氡在多孔介質(zhì)中運(yùn)移的理論，推動(dòng)氡通過(guò)充滿流體（空氣和水）的空隙中行進(jìn)的動(dòng)力主要有體積活度梯度和壓力梯度兩種，即兩種運(yùn)移方式。擴(kuò)散作用對(duì)流作用第26頁(yè)/共81頁(yè)氡的遷移根據(jù)氡在多孔介質(zhì)中運(yùn)移的理論，推動(dòng)氡通過(guò)充滿流體（空107擴(kuò)散作用氡氣是一種可隨時(shí)間變化而衰變的放射性氣體，它的分子由于熱運(yùn)動(dòng)的結(jié)果而向濃度?。w積活度低）的方向移動(dòng)，稱為擴(kuò)散。氡的擴(kuò)散服從一般氣體擴(kuò)散的Fick第一定律第27頁(yè)/共81頁(yè)擴(kuò)散作用氡氣是一種可隨時(shí)間變化而衰變的放射性氣體，它的分子由108J1—氡的擴(kuò)散流密度，(Bq/m2s)；C—介質(zhì)孔隙中的氡濃度(Bq/m3)；D—氡在介質(zhì)中的擴(kuò)散系數(shù)(m2/s)；▽C—介質(zhì)孔隙中的氡濃度梯度(Bq/m4)。第28頁(yè)/共81頁(yè)第28頁(yè)/共81頁(yè)109氡氣的擴(kuò)散遷移可以在氣體、液體和固體中進(jìn)行，它的擴(kuò)散主要取決于以下因素：孔隙度、滲透性、溫度、結(jié)構(gòu)和濕度等。這里所說(shuō)的擴(kuò)散系數(shù)D是指氡在作為一個(gè)整體的介質(zhì)中的擴(kuò)散系數(shù)，而實(shí)際科學(xué)研究中經(jīng)常用到的是有效擴(kuò)散系數(shù)De的概念，有效擴(kuò)散系數(shù)是指氡在介質(zhì)孔隙空間中的擴(kuò)散系數(shù)。第29頁(yè)/共81頁(yè)氡氣的擴(kuò)散遷移可以在氣體、液體和固體中進(jìn)行，它的擴(kuò)散主要取決110擴(kuò)散系數(shù)D在數(shù)值上等于濃度梯度為一個(gè)單位時(shí)，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的射氣量。第30頁(yè)/共81頁(yè)第30頁(yè)/共81頁(yè)111對(duì)流作用對(duì)流是僅次于擴(kuò)散作用的另一種重要作用，當(dāng)介質(zhì)與環(huán)境中存在著壓力差時(shí)，氣體可以從壓力高的部位向壓力低的部位遷移。氣體的對(duì)流服從達(dá)西定律。第31頁(yè)/共81頁(yè)對(duì)流作用對(duì)流是僅次于擴(kuò)散作用的另一種重要作用，當(dāng)介質(zhì)與環(huán)境中112

對(duì)流作用-用Dacy定律式中：-流體的對(duì)流速度(m/s)；

Ｋ＿介質(zhì)的滲透率，(m2)

；μ－空氣動(dòng)態(tài)粘滯系數(shù)（viscosity）(Ns/m2)

；P－壓力。第32頁(yè)/共81頁(yè)

對(duì)流作用-用Dacy定律第32頁(yè)/共81頁(yè)113其中空氣壓力梯度是產(chǎn)生滲流作用的原動(dòng)力，氣壓、風(fēng)力和溫度的變化都會(huì)造成土壤內(nèi)部孔隙與地面空氣之間的壓力差。土壤滲透性K與土壤粒徑大小、土壤成分、孔隙度大小以及孔隙的連通情況有密切關(guān)系。很多研究都表明，土壤的滲透性是決定土壤氡潛勢(shì)的重要因素。第33頁(yè)/共81頁(yè)其中空氣壓力梯度是產(chǎn)生滲流作用的原動(dòng)力，氣壓、風(fēng)力和溫度的變114氡在土壤中的遷移規(guī)律第34頁(yè)/共81頁(yè)氡在土壤中的遷移規(guī)律第34頁(yè)/共81頁(yè)115從均勻介質(zhì)中到達(dá)介質(zhì)表面氡濃度剖面的穩(wěn)態(tài)方程為式中：peff－介質(zhì)中的有效孔隙度,%；ρ－介質(zhì)密度,g/cm3；aB－介質(zhì)中的鐳含量,Bq/kg；CB－深度為Z時(shí)的氡濃度，Bq/m3

CBS－深度為無(wú)限大時(shí)氡的濃度,Bq/m3。第35頁(yè)/共81頁(yè)從均勻介質(zhì)中到達(dá)介質(zhì)表面氡濃度剖面的穩(wěn)態(tài)方程為第35頁(yè)/共8116僅考慮分子擴(kuò)散作用時(shí)，穩(wěn)態(tài)方程的解為，當(dāng)z=0時(shí)，CB=0式中：第36頁(yè)/共81頁(yè)僅考慮分子擴(kuò)散作用時(shí)，穩(wěn)態(tài)方程的解為，當(dāng)z=0時(shí)，CB=0117地表面氡的析出率可表示為：式中，RB－為氡的擴(kuò)散長(zhǎng)度第37頁(yè)/共81頁(yè)第37頁(yè)/共81頁(yè)118土壤氡濃度分布規(guī)律-二層模型第38頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡濃度分布規(guī)律-二層模型第38頁(yè)/共81頁(yè)119計(jì)算公式第39頁(yè)/共81頁(yè)計(jì)算公式第39頁(yè)/共81頁(yè)120土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第40頁(yè)/共81頁(yè)土壤中鐳含量與氡濃度的關(guān)系第40頁(yè)/共81頁(yè)1216.3氡測(cè)量方法土壤氡測(cè)量大氣氡測(cè)量氡析出率測(cè)量第41頁(yè)/共81頁(yè)6.3氡測(cè)量方法土壤氡測(cè)量第41頁(yè)/共81頁(yè)122第42頁(yè)/共81頁(yè)第42頁(yè)/共81頁(yè)123土壤氡測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量（常規(guī)測(cè)量）連續(xù)測(cè)量累積測(cè)量第43頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量（常規(guī)測(cè)量）第43頁(yè)/共81頁(yè)124瞬時(shí)測(cè)量測(cè)網(wǎng)：與伽馬能譜測(cè)量相同測(cè)量孔深：60-80cm測(cè)量次數(shù)：1次/點(diǎn)檢查測(cè)量：可疑地段、異常地段100%

一般地段：20%資料處理：按地質(zhì)單元作統(tǒng)計(jì)規(guī)范：氡及其子體測(cè)量EJ/T605-91第44頁(yè)/共81頁(yè)瞬時(shí)測(cè)量測(cè)網(wǎng)：與伽馬能譜測(cè)量相同第44頁(yè)/共81頁(yè)125土壤氡測(cè)量-瞬時(shí)測(cè)量?jī)x器：FD—3017鐳A測(cè)氡儀硅半導(dǎo)體探測(cè)器，單道alpha能譜儀通過(guò)測(cè)量218Po的脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算氡的濃度儀器框圖P.83第45頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡測(cè)量-瞬時(shí)測(cè)量?jī)x器：FD—3017鐳A測(cè)氡儀第45頁(yè)/126第46頁(yè)/共81頁(yè)第46頁(yè)/共81頁(yè)127儀器工作原理方框圖：P.83由操作臺(tái)、抽氣泵和取樣器三部分組成儀器測(cè)量結(jié)果顯示：218Po（采樣時(shí)間內(nèi)）第47頁(yè)/共81頁(yè)儀器工作原理方框圖：P.83第47頁(yè)/共81頁(yè)128刻度：用液體鐳源，或在氡室刻度用真空法刻度p.170連接圖：p.170計(jì)算公式：p.170(6-3-10)第48頁(yè)/共81頁(yè)刻度：用液體鐳源，或在氡室刻度用真空法刻度p.170第48頁(yè)129Kf-換算系數(shù)，Bq/L·cpm；CRa-鐳-226的活度，Bq;λRa–氡-222的衰度常數(shù)，s-1;t-液體鐳源密封積累時(shí)間，s；n-儀器示值的平均值，cpm;V-循環(huán)體積，L。第49頁(yè)/共81頁(yè)Kf-換算系數(shù)，Bq/L·cpm；第49頁(yè)/共81頁(yè)130由液體鐳源中鐳形成的氡量計(jì)算公式第50頁(yè)/共81頁(yè)由液體鐳源中鐳形成的氡量計(jì)算公式第50頁(yè)/共81頁(yè)131CRa——鐳的活度，Bq；t-液體鐳源密封時(shí)間第51頁(yè)/共81頁(yè)CRa——鐳的活度，Bq；第51頁(yè)/共81頁(yè)132野外測(cè)量:打孔；抽氣；測(cè)量；計(jì)算氡濃度第52頁(yè)/共81頁(yè)野外測(cè)量:打孔；第52頁(yè)/共81頁(yè)133資料整理與伽馬能譜測(cè)量類似按地質(zhì)單元做統(tǒng)計(jì)分析第53頁(yè)/共81頁(yè)資料整理與伽馬能譜測(cè)量類似第53頁(yè)/共81頁(yè)134土壤和建筑材料的氡－222和氡－220的析出率參數(shù)核素土壤建筑材料典型值范圍典型值范圍發(fā)射率

εRadon0.10.01-0.50.050.005-0.3Thoron0.050.01-0.20.010.002-0.06密度（103kgm-3）20.8-31.50.8-2.5有效孔隙度

(peff)0.250.1-0.50.250.1-0.5擴(kuò)散系數(shù)（ms-1）5×10-610-8-10-55×10-710-8-10-6擴(kuò)散長(zhǎng)度

RB(m)Radon1.50.1-30.50.005-1Thoron0.020.0050.001-0.01活度aB(Bqkg-1)Ra-226405-120602-1200Th-232405-120505-200析出率（Bqm-2s-1）Radon0.0210-3-0.055×10-410-4-0.003Thoron10.050.01-0.2第54頁(yè)/共81頁(yè)土壤和建筑材料的氡－222和氡－220的析出率參數(shù)核素土壤建135土壤氡累積測(cè)量方法固體核徑跡測(cè)量活性炭測(cè)量熱釋光測(cè)量218Po測(cè)量α卡210Po法第55頁(yè)/共81頁(yè)土壤氡累積測(cè)量方法固體核徑跡測(cè)量第55頁(yè)/共81頁(yè)136氡濃度測(cè)量方法比較累積測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量連續(xù)測(cè)量第56頁(yè)/共81頁(yè)氡濃度測(cè)量方法比較累積測(cè)量瞬時(shí)測(cè)量連續(xù)測(cè)量第56頁(yè)/共81頁(yè)137固體核徑跡測(cè)量（SSNTD）探測(cè)器（CR-39等）裝置P.177刻度現(xiàn)場(chǎng)布樣（放置在測(cè)量點(diǎn)）室內(nèi)蝕刻及觀測(cè)徑跡計(jì)算氡濃度（SolidStateNuclearTrackDetector）第57頁(yè)/共81頁(yè)固體核徑跡測(cè)量（SSNTD）探測(cè)器（CR-39等）第57頁(yè)/138中國(guó)疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)與核安全醫(yī)學(xué)所

ATD由擴(kuò)散杯、滲透膜和徑跡片三部分組成。測(cè)量原理如下：空氣中的氡氣通過(guò)濾膜擴(kuò)散到測(cè)量杯中，氡及其子體衰變產(chǎn)生的α粒子碰撞到徑跡片上沿著它們的軌跡造成原子尺度的輻射損傷,即潛跡。經(jīng)化學(xué)處理，這些潛徑跡能夠擴(kuò)大為可觀察的永久性徑跡。根據(jù)徑跡密度和在標(biāo)準(zhǔn)氡濃度暴露下的刻度系數(shù)可計(jì)算出被測(cè)場(chǎng)所的平均氡濃度。α徑跡探測(cè)器ATD(AlphaTrackDetectors)←濾膜氡濃度的長(zhǎng)期（累積）測(cè)量←擴(kuò)散杯徑跡片α粒子第58頁(yè)/共81頁(yè)中國(guó)疾病預(yù)防控制中心ATD由擴(kuò)散杯、滲透膜和徑跡139徑跡的形成及固體核徑跡探測(cè)器的性質(zhì)徑跡的形成射線作用輻射損傷化學(xué)蝕刻徑跡

第59頁(yè)/共81頁(yè)徑跡的形成及固體核徑跡探測(cè)器的性質(zhì)徑跡的形成第59頁(yè)/共81140固體核徑跡探測(cè)器結(jié)晶:(云母)非結(jié)晶:玻璃塑料:CR-39CR-39烯丙基二甘醇碳酸酯第60頁(yè)/共81頁(yè)固體核徑跡探測(cè)器第60頁(yè)/共81頁(yè)141固體核徑跡裝置的刻度目的：將各臺(tái)儀器或每批測(cè)量裝置測(cè)得的儀器讀數(shù)換算成標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位示值。方法：（１）在完全相同的測(cè)量條件、相同或近于相同的測(cè)量環(huán)境下，將儀器或測(cè)量裝置放在氡室（或用標(biāo)準(zhǔn)源）測(cè)定已知氡濃度下的示值（或響應(yīng)），求得換算系數(shù)；（２）每批樣品必須留空白樣；（３）必須有質(zhì)量保證措施，儀器的檢查、重復(fù)樣，監(jiān)控樣第61頁(yè)/共81頁(yè)固體核徑跡裝置的刻度目的：將各臺(tái)儀器或每批測(cè)量裝置測(cè)得的儀器142每批樣品應(yīng)在氡室刻度，求得刻度系數(shù)。CRn－氡濃度，Bqm-3nR－凈徑跡密度；Ｔ－暴露時(shí)間，h；FR－刻度系數(shù)。參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：《環(huán)境空氣中氡的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法》GB/T14582-93第62頁(yè)/共81頁(yè)每批樣品應(yīng)在氡室刻度，求得刻度系數(shù)。CRn－氡濃度，Bq143現(xiàn)場(chǎng)布樣室內(nèi)氡濃度測(cè)量：30天-90天土壤氡濃度測(cè)量：一周左右第63頁(yè)/共81頁(yè)現(xiàn)場(chǎng)布樣室內(nèi)氡濃度測(cè)量：30天-90天第63頁(yè)/共81頁(yè)144室內(nèi)蝕刻及觀測(cè)徑跡化學(xué)蝕刻，將輻射損傷粒徑放大至幾百μm級(jí)；氫氧化鉀溶液：16%化學(xué)蝕刻液：氫氧化鉀溶液與C2H2OH的體積比為1:2，將燒杯放入洹溫器內(nèi)，在60℃下放置４小時(shí)；在生物顯微鏡下觀察蝕坑的個(gè)數(shù)，由孔洞數(shù)目可以確定放射粒子的數(shù)目（或用電火花自動(dòng)計(jì)數(shù)），計(jì)算徑跡密度，扣除本底后計(jì)算凈計(jì)數(shù)第64頁(yè)/共81頁(yè)室內(nèi)蝕刻及觀測(cè)徑跡化學(xué)蝕刻，將輻射損傷粒徑放大至幾百μm級(jí)；145計(jì)算氡濃度按刻度公式計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的氡濃度第65頁(yè)/共81頁(yè)計(jì)算氡濃度按刻度公式計(jì)算每個(gè)測(cè)點(diǎn)的氡濃度第65頁(yè)/共81頁(yè)146優(yōu)點(diǎn):

可進(jìn)行環(huán)境水平氡濃度的累積測(cè)量，直接得到被測(cè)場(chǎng)所氡的年均照射量，從而避免了由于時(shí)間、季節(jié)，氣象因素變化所帶來(lái)的影響。方法穩(wěn)定、測(cè)量結(jié)果重現(xiàn)性好；在測(cè)量期間不需要電源；探測(cè)器的體積很小便于布放和郵寄；操作簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉?？捎糜诼殬I(yè)暴露劑量檢測(cè)。從近年UU