氡析出率測量方法研究

【資料簡介】

 

顯示不全，給您查看帶來不便，請下載附件查看。

1． 5氡析出測量的應用方法

    實際測量氡析出率時，按照所需的時間間隔連續測量n個計數，以測量時間為自變量，計數為因變量進行線性回歸，求出直線的斜率，即計數的增長率，該增長率乘以相應的刻度系數即得所測量的氡析出率。

 

2．測量結果分析與處理

2.1 表面氡析出測量影響因素

根據輻射效應委員會的1991度報告統計，建材、土壤、礦石和建筑物地面等在單位時間內氡的析出為60kBqd^-1，其析出率為2×10^-3Bqm^-2s^-1，科學研究證明，氡的析出能力除與鐳含量有關外，還與土壤、建材、礦石等介質的孔隙度、顆粒的大小、孔隙的幾何形狀、含水量以及外界環境溫度、濕度、大氣壓力的變化有關。表面氡析出率可用下式表示：R=λ·ρ·C·F·L·Tanh（L₁/L₂） 。式中：λ為氡的衰變常數2.1×10^-6S^-1；ρ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；L1為材板的半厚度，L2為氡在材料中的擴散長度，m。

2.2 REM-III氡析出率儀操作與測量數據處理

由于氡測量與取樣方法類型多而復雜，根據現場應用條件也難于考慮選擇合適的測量方法，環境氡測量本身所受的影響因素也比較多，即在同一地點的不同時刻、不同時間（早、中、晚）、不同季節（春、夏、秋、冬）所測量的結果均有明顯的差別。對于表面介質氡析出率測量來說，它比環境空氣中氡測量更加復雜，主要氡的收集與其探測方法選擇比較復雜。早年采用“箱式法”即通過一定體積與一定時間內固定表面的氡累積來計算表面氡析出，操作煩瑣復雜，系統誤差不可避免；中輻院氡研究組在長期現場實驗的基礎上，開發了快速氡析出儀（號為ZL200420096051.0）,克服了“箱式法”操作的不便與使誤差減少到zui小，但為了測量結果更近于真值，在測量操作與數據處理上有嚴格的要求。

2.2.1REM-III測量操作詳見使用說明書，但需注意以下幾點：

   1）一般現場應用只需要采用方式2（即mode2,定時測量模式）?？筛鶕蔽龀鏊礁叩蛷?-99分鐘選擇測量時間間隔，即按照所選擇的時間間隔，“實時”測量即得出結果，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用，為退役治理、環境評價、材料選擇、民用工程驗收等提供參考依據。

需要說明的是方式1為連續測量，主要應用在地質找礦、山體滑坡、地質災害預備監測與相關科學研究分析等需要氡/釷及其子體析出研究的應用。

   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，注意要關機充電。嚴禁使用至顯示器不顯示后才考慮充電導致儀器內部電池耗壞。

   3）測量計數與結果只有相關性，而不是正比關系。

   4）數據處理與γ劑量率測量不同，不能同一點無數個測量值的平均，測量重復性與γ劑量率測量相比有系統誤差的局限性，但克服了“箱式法”操作不便。

5）根據儀器開發過程中的試驗與刻度技術要求：同一點測量次數的選擇與應用的要求不同而選擇（如2.2.2 測量方法與數據處理）。

6）該儀器目前無專門的劑量刻度標準（有關技術機構正在申報），只能間接用氡析出檢驗源校準，其校準方法按照如下中2.2.2所描述的測量與數據處理方法，也是測量報告數據處理的依據。

7）該儀器采用相對測量法，主要為了達到更近于真值的目的，低水平環境可增加測量時間，如大理石測量可采用20分鐘以上。當然也不是選擇時間越長越好，還與環境條件的影響有關，如測量時間長了，濕度影響就稍明顯。

2.2.2 REM-III型儀測量方法與數據處理

（以選擇時間間隔T=15min為例，低水平環境可增加測量時間來達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（目的為保證測量效果），然后開機測量，15分鐘后即得測量結果。與測量真值的差別稍微大，適宜大面積的定性調查。（刻度系數K1=    ）

2）快速測量：把儀器置于需測量的物質表面約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），然后開機測量，15分鐘后即得第1個測量結果，在同位置不動，再測量15分鐘得出第2個結果，兩個結果取平均值即為測量結果。該結果與測量真值的差別不大，適宜要求不高的定量分析與環境評價，一般環境水平可采用該方法實現測量目的。（刻度系數K₀=    ，我們給用戶的刻度系數均為該方法就標準源的刻度值。）

3）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分鐘后即得第1個測量結果，在原位置不動，再測15分鐘得出第2個結果，在原位置不動，按測量鍵，再測量15分鐘得出第3個結果，把后兩個結果取平均值即為結果。該結果與測量真值的差別很小，適宜要求定量分析與衛生安全評價，如建材的選擇等。（刻度系數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K₀進行測量，是可以的，用它測量所得結果與真值的誤差相對于氡隨時間與環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，如果多個測量結果中出現的異常的不可靠數據應該刪除，在原位置（儀器也不要關機）按測量鍵，另多測一個數據，采集該數據作為測量數據與前有效數據來求平均值。

 

2．1氡析出率儀刻度檢驗方法

1）原理

通過已知標準氡析出率的含鐳礦石粉源R₀，在某一環境條件下（T、RH、P），對氡析出率儀作單點測量的刻度實驗，不同時間間隔有不同的刻度系數，同時受濕度的影響較大，應進行濕度修正。

（1）氡析出率

    介質表面單位面積、單位時間內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與同一時間間隔內收集室內產生的該種粒子數之比。

2）快速氡析出率測量儀的測量原理與基本組成

本技術所規定的氡析出率儀（指中輻院開發的REM-III型，實用新型號200420096051.0）是通過以下方法實現其測量的，測量時將收集裝置扣在待測材料表面，這時收集室內氡濃度的變化主要有以下幾種機制：①材料內的氡原子在擴散與滲流過程逸出材料表面進入收集室；②收集室中的一部分氡經擴散返回材料中（稱為反擴散）；③一部分氡經收集室與材料表面接觸處泄漏出去；④收集室中的氡衰變產生氡子體。在這四種機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-Cλ_e 。

…………