开环式氡析出率连续测量中抽气流率的影响

应用MATLAB对开环式氡析出率测量过程中不同抽气流率下集氡罩内氡浓度随时间的变化规律进行模拟计算,并用实验对计算结果进行了验证。结果表明,在氡析出率测量时保持集氡罩参数不变的情况下,随着抽气流率的增大,集氡罩内平衡氡浓度值减小,达到平衡氡浓度的时间也缩短。实验表明,集氡罩内的平衡氡浓度的减小可最大限度地减小泄露与反扩散的影响;抽气流率的变大使集氡罩内达到平衡氡浓度时间缩短以及集氡罩内的充气均匀性愈好。通过本次实验,获得的抽气流率为1.94-3.0 L·min~(-1),集氡罩底面积为299 cm~2,体积为1.79×10~(-3)m~3。     

集氡罩参数对氡析出率连续测量的影响研究

应用MATLAB对氡析出率测量过程中不同体积和底面积下集氡罩内氡浓度随时间的变化规律进行模拟计算,并用实验对计算结果进行了验证。结果表明:在氡析出率测量时保持抽气流率不变的情况下,集氡罩的体积、底面积分别与平衡氡浓度及氡浓度的平衡时间存在正比的关系,并且集氡罩内的充气均匀性影响着测量的准确度。通过本次实验获得了较为合理的集氡罩体积和底面积的组合,即:5.7×10-3m3、5.94×10-2m2;抽气流率为0.6 L/min。     

便携式氡析出率自动测量仪研究

氡析出率的可靠测量是环境氡污染治理中的关键因素。活性炭吸附法和静电收集法是氡析出率测量的常用方法,活性炭吸附法适合于在温湿度相对稳定且氡析出率变化不太大的条件下使用,静电收集法能实现快速测量,但目前静电收集式测氡仪如RAD7需对测量的氡浓度进行数据修正才能得到氡析出率。为实现氡析出率的可靠测量,南华大学基于累积集氡和静电收集法测氡的方式研制了一种便携式氡析出率自动测量仪,该测量仪无需干燥管干燥取样的气体,减少了干燥剂对集氡罩内介质表面氡析出率的影响。在自然环境下,该测量仪能准确测量氡浓度,无需借助计算机进行线性拟合处理数据,由内置微处理器将线性拟合转化为代数运算后便能根据测量的氡浓度自动计算出氡析出率。实验表明,该氡析出率自动测量仪在氡析出率标准装置上的测量值与参考值的相对偏差在5%以内。测量完毕直接得出氡析出率,方便了现场氡析出率测量的需求。     

累积法测量土壤氡析出率的模拟计算

通过氡在土壤中产生，衰变和扩散迁移规律的分析，建立模型，用数值方法模拟计算了累积法测量氡析出率时，集氡罩内氡浓度与氡析出率随时间变化规律。分析后认为用有效衰变常数计算氡析出率时，集氡罩应有一定高度，而底部面积应当较小；用氡浓度增长曲线线部分的斜率，计算氡析出率时，集氡罩高度应当较低一些，但要适用选取累积时间，集 底部面积则可适当大一些。     

泄露和反扩散对氡析出率测量的影响研究

为研究累积法测量介质表面氡析出率时泄漏和反扩散对测量结果的影响,通过引入泄露和反扩散率并在南华大学氡析出率标准参考装置上不同的实验条件下测量。测量结果表明,集氡室与待测介质表面的密封程度不会影响氡析出率的准确可靠测量。引入泄露和反扩散率为现场氡析出率的准确可靠测量提供方法保障。     

局部静态法测多孔介质氡析出率

本文介绍用局部静态法测多孔介质的氡析出率。经验表明,测量时必须注意氡的反扩散和泄漏对集氡空间内氡浓度增长的影响,因而,对计算氡析出率的原有公式应做修正。本文给出了新的计算式和相应的实验方法——等间隔取样法。实验表明,新的计算式更符合实际。     

对氡析出率测量的影响

采用局部静态法测量介质表面的氡析出率时 ,受表面同时析出 土气的影响 ,测量值可能偏高。由于土气子体 2 16Po的半衰期T1/2 =0 .1 5s,在设计氡析出率测量装置时 ,合理选择采样器高度可有效减小甚至克服 土气对氡析出率的测量影响。用采样截面为1 88mm、高 1 2 5mm、内加静电场 (由直流电源或驻极体产生 )的采样器 ,采样周期分别为 1、2和 3h ,被测介质表面 土气析出率比氡的高 2个数量级条件下 ,研究了氡析出率受 土气干扰的程度。理论计算结果表明 :采用CR 39固体核径迹探测器的驻极体多功能快速测氡仪和电源式多功能快速测氡仪测量氡析出率时 ,测量结果受 土气的干扰可能偏大 35 5 % ,而采用金硅面垒作探测器的PCMR 1连续测氡仪测量 ,氡析出率受 土气的干扰可忽略不计。     

破碎射气介质内氡渗流运移和析出规律的实验研究

渗流是破碎介质内氡运移的主要方式之一,研究氡在破碎射气介质内的渗流运移和析出规律对氡的防护设计具有重要意义。为此,本文以粒径为4～5 mm的铀矿石为实验样品,利用自制的一维渗流实验装置研究了不同渗流速度下破碎射气介质内孔隙氡活度浓度和介质表面氡析出率的变化规律。实验结果表明,破碎射气介质的气体渗透率较大,氡的运移很容易由渗流主导。当破碎射气介质内氡主要以渗流方式运移时,可通过测量介质内同一位置不同渗流速度的孔隙氡活度浓度或同一渗流速度不同位置的孔隙氡活度浓度,运用氡在射气介质中的浓度分布解析式和非线性最小二乘法,估算出介质的可运移氡产生率。一定渗流速度范围内,同一高度的氡活度浓度随渗流速度的增大呈负指数减小,同一渗流速度的氡活度浓度随离介质渗流入口距离的增大近似呈线性增大。介质渗流出口表面氡析出率随渗流速度的增大呈指数增大,最终趋于稳定。     

Tu对氡析出率测量的影响

采用局部静态法测量介质表面的氡析出率时，受表面同时析出Tu的影响，测量值可能偏高。由于Tu子体^216Po的半衰期T1/2=0.15s，在设计氡析出率测量装置时，合理选择采样器高度可有效减小甚至克服Tu对氡析出率的测量影响。用采样截面为φ188mm，高125mm、内加静电场（由直流电源或驻极体产生）的采样器，采样周期分别为1、2和3h，被测介质表面Tu析出率比氡的高2个数量级条件下，研究了氡析出率受Tu干扰的程度。理论计算结果表明：采用CR－39固体核径迹探测器的驻极体多功能快速测氡仪和电源式多功能快速测氡仪测量氡析出率时，测量结果受Tu的干扰可能偏大35．5％，而采用金硅面垒作探测器的PCMR－1连续测氡仪测量，氡析出率受Tu的干扰可忽略不计。     

建材氡析出率及其测量的一点思考

建材氡析出率的准确测量和建材样品氡析出率的质量控制是近期天然辐射防护领域热议的问题。寻找一个建材氡析出率测量的参考标准方法和一个合理的建材氡析出率控制指标,将极大地促进室内氡暴露危害的评价和控制。从建材氡析出率的理论和测量方法分析出发,细致讨论了目前建材氡析出率及其测量中存在的一些问题。研究结果表明,对于建材样品氡析出率测量,推荐对样品进行合适的前处理之后,采用密闭腔体法测量。建材氡析出质量控制建议采用建材氡固有析出率作为指标。     

含氡放射性水体氡析出规律的理论研究

利用氡扩散运移理论,建立了水体内氡迁移的一维微分方程,推导了水中氡浓度及水体表面氡析出率的计算公式;研究了水底射气介质氡析出率、氡传输速率、水中氡扩散系数以及水体深度等参数对水中氡浓度和水体表面氡析出率的影响。结果表明:在其他参数保持不变时,(1)同一深度处的水中氡浓度和水体表面氡析出率均随水底射气介质氡析出率的增大而增大;(2)同一深度处的水中氡浓度随氡传输速率的增大而减小,而水体表面氡析出率随氡传输速率的增大而增大,且当氡传输速率大于1×10-6m/s时,氡传输速率的变化对水体表面氡析出率的影响不明显;(3)同一深度处的水中氡浓度和水体表面氡析出率均随水中氡扩散系数的增大而增大;(4)水体表面处的水中氡浓度和水体表面氡析出率均随水体深度的增大而减小。     

土壤潜势氡浓度快速测量方法理论模型的建立与验证

与室内氡水平直接相关的是土壤潜势氡浓度（土壤中潜在的最大氡浓度）,其直接测量深度通常需数米,测量非常困难,需探索快速获得土壤潜势氡浓度的方法。本工作通过对土壤氡运移规律的深入研究,建立了一个由土壤浅层氡浓度和土壤表面氡析出率确定土壤潜势氡浓度（双源法）的理论模型,并加以实验验证。实验证明了该理论模型的可靠性。该理论模型的建立为土壤潜势氡浓度快速测量方法的进一步研究奠定了基础。     

车江铜矿室外氡水平研究

原环保部2014年对湖南衡阳272尾矿库及周边进行了航测,意外发现在尾矿库西南方向、湘江上游附近有一辐射水平异常区域,后经调查该地区为车江铜矿地区。为了调查车江铜矿这一非铀矿山及其周边的氡活度浓度水平与氡的来源,采用了固体核径迹法与活性炭盒法对其氡活度浓度和氡析出率展开测量,并将氡析出率连续测量与活性炭盒法所测氡析出率结果进行对比分析。调查发现,该区域所有取样点位冬季和夏季氡活度浓度测量结果平均值分别为31.0 Bq·m^-3和22.9 Bq·m^-3;从区域分布上来看最高的均为农田区,其次为原采矿区。土壤氡析出率测量结果最高的同样为农田区,但是均远低于铀尾矿的氡析出率限值0.74 Bq·m^-2·s^-1。氡活度浓度日变化趋势与氡析出率的日变化趋势较为一致。上述结果表明车江铜矿地区的室外氡活度浓度较高与其土壤氡的析出有关。     

氡析出率快速测量的不确定度评定

氡析出率测量受外界环境因素影响较大,为科学合理地评定氡析出率快速测量结果的准确性。结合不确定度原理,建立氡析出率快速测量方法的理论分析模型,分析其不确定度来源,评定其不确定度。结果表明,快速测量方法在氡析出率0.39-2.62 Bq·m~(-2)·s~(-1)的标准装置上,105 min快速测量的结果其相对合成标准不确定度在12%以内。研究结果为氡析出率快速测量方法的置信程度评定提出了新的评价方法。     

建筑材料和土壤中氡的析出

土壤和建筑材料的氡析出是使环境空气遭受氡污染的主要原因。就室内空气中的氡而言,建筑材料和建筑物下面土壤的贡献达80%左右。土壤和建材的氡析出能力直接与其镭含量相关,镭经放射性衰变生成的氡,一部分进入颗粒间隙的流体中,成为可以自由扩散的氡。本文根据 Fick定律和 Darcy 定律对几种情况下的氡传输进行了计算,建立了氡析出率与有关参数的定量关系。这些计算将告诉和启示我们,在估计或测量建材和土壤的氡析出率时应该考虑哪些因素;对需要采取防护措施的地方,哪些措施是可供选择的。     

The Effect of Some Soil Characteristics on Soil Radon Concentration and Radon Exhalation from Soil Surface

To find out the impacts of soil characters on radon concentrations in soil and radon exhalation from soil, field measurements on soil radon concentrations (60 cm under the soil surface) and radon exhalation rate from soil surface were carried out in totally 31 points with different types of soil in three cities in both South and North China. Soil radium contents, water contents, soil porosity and grain size were concretely analyzed in our laboratory. The linear simulation was used to analyze the above data. The results showed that radon exhalation rate from soil and radon concentrations in soil have direct proportion to soil radium contents. Rather high radium content and radon exhalation rate were measured in Guiyang area, 67±28Bq/kg and 40±59mBq/m²-s, however no high soil radon concentration was found due to the difficulties in the measurements on clay soils with high water saturation. Compared with soil radium contents, radon exhalation rate from soil and soil radon concentrations are more easily impacted by soil characters and change in a rather large range.     

基于土壤氡源的湿度可调控的氡室系统

氡是构成天然辐射本底的主要成分,是辐射环境监测的重要内容之一。利用已知标准氡活度浓度的氡室对氡测量仪器进行刻度校正和性能检验,是氡测量中质量保证的重要环节。氡室通常由标准镭源以及氡活度浓度和湿度可以稳定调控的箱体构成,其中放射性镭源的获取及安全管理,常常给氡室的制造和推广使用带来困难。本研究依据地表深层土壤中氡活度浓度高且长时间稳定的特性,研制出了一种基于土壤氡源的湿度可调控的简易氡室系统。该系统利用不同比例的土壤气体和空气混合,调节氡活度浓度;利用电除湿,在一定范围内调节湿度。实验结果表明,该套氡室系统氡活度浓度能够在826～5 852 Bq/m³范围内稳定调节,相对湿度能够在30.8%RH～70.6%RH范围内调节,氡活度浓度和湿度的稳定时间都能超过40小时。该氡室系统摆脱了镭源的限制,简单且易于实现,能够应用于测氡仪标定或检验实验,服务于教学和科研,有望推广应用于测氡仪的比对和质量控制。     

氡室氡浓度调控系统的研究

为一个2.84m3的氡室研制了一套氡浓度控制系统。采用控制氡室与外界换气量的方法调节氡室中氡浓度。换气量采用短周期开关控制的方法-脉冲宽度控制法(PWM),换气周期为10min。采用了氡快速补充和快速排放装置。氡室中使用一个扩散式固体氡源。系统用计算机自动控制,氡浓度建立时间小于4h,控制平稳,长时间稳定性优于2%。