氡子体气溶胶活度粒径分布监测系统的研制

重点探讨了基于金属筛网扩散组理论来测量氡子体活度粒径分布的Twomy非线性迭带算法、EM最大期望值算法,并据此给出一个氡子体活度粒径分析监测系统的实现方案;该系统通过筛网参数计算画出透过率曲线;然后,根据扩散组数据用这两种算法估算氡子体活度粒径分布,并给出氡子体活度粒径分布的直方图;还用标准的泊松粒径分布数据来验证这两种算法,并用该监测系统对室内空气、煤油灯燃气进行放射性活度粒径分布的测量和分析。实验结果表明两种算法得出的氡子体活度粒径分布呈双峰分布,其未结合态氡子体活度粒径范围、结合态氡子体活度粒径范围都与其它的研究相吻合;但在测量精度方面还有待进一步研究。     

现场环境氡子体未结合态份额测量及剂量评价

氡子体未结合态份额直接影响环境中氡暴露剂量。为了弄清楚现场环境氡子体未结合态份额,准确评价氡暴露剂量,利用累积式氡子体未结合态份额测量装置对环境中氡子体未结合态份额进行了现场测量,对不同环境氡暴露剂量和未结合态氡子体的影响进行了评价。研究表明,尽管不同环境氡子体浓度有较大差别,室内外氡子体未结合态份额差别不是太明显,室内外环境氡子体未结合态份额变化范围9.27%～16.87%,未结合态氡子体对氡子体暴露有效剂量贡献的份额在30.22%～46.24%变化,矿山环境氡子体未结合态份额和剂量贡献份额明显高于室内环境。     

单层丝网法氡子体未结合态份额测量中结合态氡子体的影响评估

为系统研究单层丝网法测量氡子体未结合态份额中结合态氡子体的影响,本研究基于理论分析和实验测量,评估了同一种环境下不同目数的丝网对结合态氡子体的收集效率,分析了同一种丝网应用于不同的环境测量时结合态氡子体对未结合态份额测量的影响。研究表明,不同目数的金属丝网对结合态氡子体的收集效率并不高（0.7%～1.0%）,但由于典型室内环境中结合态氡子体占比较高（～92%）,结合态氡子体的存在会导致氡子体未结合态份额的测量值出现一定的系统性正偏差（3.1%～9.5%）,且该系统性正偏差随丝网目数的增加而增加。同一目数丝网,从室内环境直接应用于室外、矿山环境时,由于结合态氡子体中粗粒子模态占比较高,导致氡子体未结合态份额测量值出现较大偏差。从理论计算结果看,典型室外、矿山环境的偏差分别达40.3%和113%,这说明在使用单层丝网法测量氡子体未结合态份额时,有必要针对不同环境对金属丝网进行优选,尽量减少氡子体未结合态份额测量偏差。     

氡子体未结合态份额的变化规律研究

氡及其子体对公众的辐射照射占天然辐射照射的一半以上,而室内氡子体未结合态份额是影响氡子体剂量转换系数的重要参数。为探究氡子体未结合态份额的变化及受室内外环境因素的影响规律,本研究采用自行开发的累积式氡子体未结合态份额采样装置,在北京大学技物楼室内外环境中开展了氡子体未结合态份额的年变化测量,并利用商用连续式氡子体测量仪测量了室内氡子体未结合态份额的日变化。实测结果表明：在室内和室外不同环境中,氡子体未结合态份额的年平均值分别为8.8%(6.4%～12.5%）和9.7%(4.9%～12.8%);室内环境中氡子体未结合态份额相对稳定;室外环境中氡子体未结合态份额受环境因素影响大,波动较大;关于日变化,虽然室内平衡当量氡子体浓度呈现出明显的上午高下午低的日变化规律,但没有观察到未结合态份额有规律性的日变化。     

室内氡子体行为模型研究

室内氡气体衰变产生短寿命氡子体,其子体的行为受室内换气状况、墙壁附着、子体同气溶胶粒子结合等物理过程的影响,宏观表征是未结合态份额和平衡因子受换气率、气溶胶浓度及气溶胶粒径分布状况等参数的影响。本文通过建立模型对室内氡子体行为进行了理论研究,重点考虑了换气率、气溶胶状况对未结合态份额和平衡因子的影响。计算结果表明平衡因子随换气率的增加而迅速减小,未结合态份额随气溶胶粒径分布的减小而迅速增加,气溶胶浓度只有在非常低的情况下才对未结合态份额和平衡因子产生明显影响。     

小体积氡室中氡子体状态参数调控的模拟研究

基于空气中氡子体和气溶胶粒子的行为规律，研究了一种小体积氡室中氡子体状态参数稳定调控方法，即通过调节小体积氡室总换气率和气溶胶粒子数浓度实现氡及氡子体浓度、平衡因子和未结合态份额等状态参数稳定调控方法。建立了调控物理模型，根据模拟条件甄选氡子体和气溶胶粒子行为参数，采用Matlab模拟计算了小体积氡室氡子体状态参数的调控范围，并将模拟计算值与实验值进行比对，部分验证本文建立的调控方法。模拟计算结果表明，本研究所建立的调控方法可在小体积氡室内实现氡子体浓度、平衡因子和未结合态份额的稳定调控。本研究建立的调控方法为实验研究提供了初步的理论基础。     

未结合氡子体的测量方法

一、引言 氡衰变产生的短寿命子体在没有和其他粒子结合以前,呈原子状态,通常叫做未结合态或自由态。当人们吸入了氡及其子体时,由于未结合子体原子具有高的扩散能力和吸附性,特别容易沉积于大支气管内,是大支气管上皮细胞所受剂量的主要来源。大部分肺癌     

地下工程降氡技术的应用与现状

与开放空间相比,地下工程内空气氡含量较高,为保障内部工作和生活人员的身体健康,需进行环境空气降氡处理。目前活性炭吸附技术及静电除尘技术为地下工程局部降氡的主要技术。为保证除氡效率,活性炭吸附设备存在占地过大、能耗过高等问题,而静电除氡技术只能去除环境中未结合态氡子体,对氡气浓度及结合态氡子体无影响。通过对现有技术的介绍和对比,对新型金属有机骨架(MOFs)材料及气体膜分离组件在地下工程局部降氡的可行性进行了分析。     

不同空气状况下室内氡子体未结合态份额和活度中位直径的同时测量

根据超细粒子穿透金属筛网的渗滤理论 ,提出了一种同时测定室内空气中氡子体未结合态份额 ( fp )和活度中位直径 ( AMD)的简便的双筛网方法。实验装置包括采样和测量两部分。采样装置由采样头、流量计、活性碳盒和抽气泵组成 ,采样头用两层不同目数的金属筛网和一层滤膜构成。测量装置使用多探头低本底 α计数器和 γ谱仪 ,前者用来测量筛网和滤膜上的活度 ,以确定氡子体 α潜能浓度 ;后者用来测量活性碳盒的氡子体 γ谱 ,以确定氡浓度。用此方法测定了一个普通实验室内不同空气状况下氡子体的 fp 和 AMD值 ,并计算了各种状况下气管 -支气管 ( T- B)区的有效剂量转换因子 DCF[包括以 m Sv/ WLM为单位的“剂量学转换”和以μSv/ ( a· Bq· m-3)为单位的“约定转换”]。还计算了氡子体所致的年有效剂量。     

气溶胶粒径分布对肺模型评价氡子体有效剂量的影响

剂量学近似方法常用于评估氡子体有效剂量。在回顾ICRP66号肺模型的基础上,计算分析了气溶胶粒径对肺部区域沉积份额的影响。在此基础上,计算讨论了气溶胶粒径分布对氡子体有效剂量转换系数的影响,结合粒径分布实验测量值,综述了典型环境下氡子体有效剂量转换系数同未结合态份额及结合态粒径分布的关系。     

吸入氡子体气溶胶粒子在呼吸道内的沉着分布

本文使用气溶胶粒子通过圆柱管的沉着机制——布朗扩散、重力沉降及惯性碰撞沉着理论和怀希尔(Weibel)肺模型,计算出吸入氡子体气溶胶粒子在各支气管段的沉着几率。根据沉着几率和氡子体放射性在气溶胶粒子上的分配比,从而获得吸入氡子体的沉着量。用计算结果与流行病学资料进行比较,氡子体沉着量多的支气管亦是肺癌发病率高的位置。     

一种较准确而快速测量氡析出率的方法

本文根据介质表面氡析出率的测量原理,针对目前国内外现有的氡析出率测量方法中存在的一些问题,如对氡及其子体的不平衡影响、湿度效应及泄漏和反扩散等影响未作修正等,实验研究了一种用RAD7型氡气检测仪快速测定土壤、岩石、建材和尾矿等介质表面氡析出率的方法.通过在测量氡析出率参考装置上的验证,表明对上述影响因素提出的各项修正是必要的,本方法能较准确而快速地测定上述介质表面的氡析出率.     

密闭型氡室中放射性平衡变化规律的探讨

针对运用动态稳定技术实现氡室氡浓度稳定的密闭型氡室,推导了氡室氡及其短寿子体浓度的变化规律公式;通过详细分析首次补氡和中途补氡过程中密闭型氡室中放射性平衡变化规律,得出密闭型氡室进入放射性平衡期后,氡箱中的氡及其短寿子体长期处在平衡或近平衡状态,工作在平衡期的氡室可以开展仪器标定、调整结合态份额等实验和工作。该研究方法和成果为进一步开展氡室氡子体潜能浓度控制、放射性气溶胶浓度控制、氡子体动力学行为研究提供了方法和理论基础。     

吸入氡子体肺部有效剂量转换系数的影响因素研究

基于ICRP 66号报告中的呼吸道生物动力学模型,采用MATLAB软件中的Simulink仿真工具,建立了人体呼吸道的廓清模型,利用建立的廓清模型计算了不同参数条件下肺部有效剂量转换系数(mSv/WLM)的变化规律。结果显示吸入氡子体粒径对肺部有效剂量转换系数的影响最大,当粒径在0.7～10 000 nm之间变化时,肺部有效剂量转换系数的变化能达到10倍以上;其次是呼吸率,呼吸率直接决定了吸入氡子体粒子的数量,当成年男性重度工作状态时肺部有效剂量转换系数是睡眠状态下的4.2倍;未结合态份额对剂量转换系数的影响会随着吸入氡子体粒径值不同而发生改变,当未结合态份额从0变化到0.08时,肺部有效剂量转换系数最多能增大79%;相比而言吸收入血速率对肺部有效剂量转换系数的影响只有不到4%。     

抽出式通风独头巷道内氡及氡子体浓度的分布及特性分析

铀矿井下的独头巷道是氡及其子体浓度分布很高的场所。为指导抽出式通风独头巷道的排氡和排氡子体通风设计,初步完善了独头巷道通风气流中氡浓度与氡子体α潜能浓度之间的简化数学关系,分析了通风阻力对独头巷道岩壁氡析出率的影响;分别得出了抽出式通风独头巷道风流中氡浓度与氡子体浓度分布的数学计算模型,利用该模型分别得到了排氡和排氡子体最小风量的计算公式;针对具体的独头巷道,研究了巷道内氡浓度及氡子体浓度的分布规律以及排氡和排氡子体最小风量的变化规律。研究结果表明,距离抽出式通风独头巷道入口越远,巷道内氡浓度及氡子体浓度越高,氡及氡子体的浓度均随通风量的增大而减小,随岩壁氡析出率而增大;排氡和排氡子体所需的最小风量均随岩壁氡析出率而增大,随巷道长度而增大。     

空气中氡子体未附着份额的理论计算

空气中氡子体未附着份额的理论计算侯海全（中国辐射防护研究院，太原，０３０００６）１前言氡及其子体存在于大气及室内空气中，给公众健康带来的危害越来越受到人们的重视。不仅诸如年龄、呼吸率等生理参数会影响吸入氡子体所致肺组织剂量，而且诸如气溶胶浓度、氡子体...     

氡子体活度浓度标准测量方法研究

正氡子体主要是指氡衰变后生成的几个短寿命核素,它们是金属的固体微粒,在空气中主要以亚μm的气溶胶状态存在,随着人的呼吸而沉淀到支气管和肺部,给呼吸器官组织造成辐射损伤。空气中氡子体一般经过3h与氡达到放射性平衡(图1,氡浓度及温湿度自动控制,未进行气溶胶控制)。但在现实空间中,由于氡子体的迁移和附壁等作用,其影响因素较多,如通风状况、温湿度、气     

居室换气率对室内氡及其子体浓度的影响

采用示踪气体稀释法测量不同房间状态(开关门窗、空调和风扇)下的居室换气率,同时利用RAD7、BWLM-PLUS氡子体测量仪连续测量室内的氡及其子体浓度,探讨换气率对室内氡及其子体浓度的影响。实验结果表明:在关门窗和关门窗开空调房间状态下,房间换气率和室内氡浓度无明显差异,室内氡浓度均高于开门窗和开门窗同时开风扇的房间状态;开门窗和开门窗同时开风扇的房间状态下房间的换气率比较大,室内氡及其子体浓度基本接近外环境水平。因此,现代生活中,尤其夏季,以空调制冷的方式取代了开门窗和开风扇的生活方式,势必导致室内氡浓度的增高。     

室内空气中氡及其子体的浓度及影响因素

本文叙述了室内空气中的氡及其子体浓度与各种影响因素之间的关系;并推导了估算室内氡浓度、氡子体浓度、子体平衡比和平衡因子的公式。最后简单介绍了直接影响室内氡及其子体浓度的因素:室内表面的氡析出率、通风速率和子体在室内表面上的沉积速率的实验测定方法。     

铀矿通风降氡规律及排氡子碳体风量计算

根据铀矿山留矿法和充填法采场通风降氡试验资料,本文分析总结了采场通风降氡规律。根据氡和氡子体衰变规律的研究,提出了用双曲线回归方程表示氡子体α潜能积累方程。由此方程导出了入风流未受污染和受污染两种情况下的排氡子体风量计算公式,并在矿山生产条件下进行了验证试验,按公式算出的风量能够满足辐射安全要求,比较经济合理。