掺杂活性炭的混凝土试块氡析出率变化及其机理研究

建筑材料是高层建筑室内和某些特殊场所环境中氡气的主要来源,降低建材氡析出率是从源项上降低室内氡浓度的有效途径。针对通过在建材中掺杂活性炭来降低建材氡析出率的方法,本研究对掺杂不同含量(质量分数为0%~2%)活性炭的混凝土试块氡析出率进行了实验测量,结果表明:混凝土试块的氡析出率随活性炭掺杂量的增加而降低,二者有明确的负相关关系;活性炭掺杂量为1.37%时,混凝土氡析出率可降低到未掺杂活性炭时析出率的35%左右。为探讨掺杂活性炭后混凝土氡析出率降低的物理机制,对掺杂不同含量活性炭的混凝土建材进行了孔隙度测量,测量结果排除了活性炭颗粒堵塞混凝土内部空隙的可能性;综合考虑其他影响因素,最终断定活性炭对氡的吸附作用是造成混凝土氡析出率降低的主要原因。在此基础上根据活性炭的吸附特性,通过建立数学模型及计算,结合实验测量结果拟合得到了活性炭降低建材氡析出率的经验公式。     

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。     

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。     

活性炭-γ谱法测量氡析出率的湿度效应研究

用活性炭法测氡析出时,由于介质中通常含有一定量的水,因而活性炭在吸附氡的过程中同时也吸附了一定量的水,其吸水的多少与介质的含水率有关.活性炭吸水会影响对氡的吸附,当吸水到一定程度时会对测量结果产生显著的影响.本文给出了活性炭法测氡析出率的湿度修正实验方法,并给出了混凝土、石膏板介质表面的析出率修正实验数据.     

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。     

含水率对建材砖氡析出率的影响

运用无机盐饱和溶液控制密闭容器内建材砖的含水率,采用活性炭盒法比较不同含水率对建材砖氡析出率的影响。结果表明,随着含水率的升高,氡析出率先升高后降低,当含水率为4%左右时,氡析出率达到最大值为32.31±2.84mBq.m-2.s-1。     

密闭腔体法准确测量建材氡析出率比较研究

密闭腔体法(closed chamber method)是目前建材氡析出率测量中使用较为广泛的一种方法。使用密闭腔体法测量建材氡析出率,在建材的前处理上,大体上将长方体建材分为完全裸露、包裹留下一面和留下两面三种方法进行测量。本文从建材氡析出率测量的基本理论模型出发,细致比较分析了不同包裹方法测量得到的氡析出率的真实涵义,并结合理论分析和实验验证,提出了合理的修正方法,认为包裹留一面和留两面适合作为建材氡析出率的测量方法。     

活性炭盒测氡析出率探测效率校准方法研究

采用活性炭盒测氡析出率的方法已成为国内外普遍采用的一种常规测量方法,活性炭盒的探测效率是该方法的关键参数。由于现有仪器很难直接测量活性炭盒中的氡活度,因而活性炭盒氡活度的测定成为校准活性炭盒探测效率的难点。本文提出了一种解决活性炭盒氡活度测定问题并校准活性炭盒探测效率的方法。通过测量活性炭盒泄放的氡的活度和活性炭盒泄放氡气前后的γ净计数率,推导出活性炭盒探测效率的计算公式并设计对应的校准方法。利用该方法对内直径63 mm、内高度32 mm的活性炭盒的探测效率进行了5次校准,平均探测效率为6.57%±0.26%。根据活性炭盒以及γ能谱测量装置,设计蒙特卡罗计算模型,探测效率的模拟结果为6.92%,与实验结果相差5%,说明该活性炭盒探测效率的校准方法是准确和可靠的。     

活性炭吸附法测量铀尾矿氡析出率

介绍一种用活性炭吸附法测量铀尾矿表面氡析出率的方法，简要叙述了采样器和测量仪器的性能、特点，刻度及测量方法。通过在铀尾矿库的现场连续一年的监测，研究铀尾矿库年氡析出率的变化规律，总结测量年平均氡析出率的最佳季节和条件。     

基于换气量和氡析出率计算的排氡风量在某水电地下工程通风设计中的比较研究

以某水电地下工程项目为例,根据换气量和氡析出率两种方法对地下厂房系统排氡风量进行了计算,并将排氡风量与排湿降温风量进行比较。得出:对于地下工程氡析出率大于200 Bq/(m³·h)时,可按实测氡析出率计算排氡风量,对于地下工程氡析出率小于200 Bq/(m³·h)时,可按GBZ 116—2002《地下建筑氡及其子体控制标准》中排氡通风率计算排氡风量,而地下工程设计风量应选取排氡风量与排湿降温风量两者最大值。该计算方法为水电行业地下工程通风降氡设计提供了技术支持。     

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。     

利用测热技术测量核反应堆中子通量密度

一种新型中子探测器被研究,其原理是利用带电离子在矿物中沉积的能量退火时会以热量的方式释放出来,通过测量释放的热量而确定中子通量密度。对新型中子探测器进行刻度,在反应堆内某位置测量的热中子通量密度为5.108×10¹¹ cm^-2•s^-1,与标定的热中子通量密度(5.000×10¹¹ cm^-2•s^-1)在2%内符合,说明该探测器可测量中子通量密度。本文方法制作的探测器体积小,可制作成不同形状,便于反应堆不同环境下的中子通量密度测量。选取相应中子能量反应截面较大的元素,该探测器还可测量不同中子能量的通量密度。     

气隙式膜蒸馏处理模拟放射性废水

对采用自制气隙式膜蒸馏装置净化处理质量浓度为1g/L Sr2+和离子质量浓度均为10g/L的Co2+、Sr2+、Na+、Ca2+四种离子混合模拟放射性废水进行了研究。结果表明:膜蒸馏技术对1g/L Sr2+料液中Sr2+截留率可以达到99.999%以上,去污系数(DF)在105以上;处理离子质量浓度均为10g/L的Co2+、Sr2+、Na+、Ca2+四种离子混合料液时,膜蒸馏对Sr2+、Co2+截留率均接近100%,DF(Sr2+)达1×106,DF(Co2+)达1×107;料液温度和料液流速对膜通量有一定影响,无论是提高料液温度,还是增加料液流速,均可以有效提高膜通量。在保证净化效果的情况下,在料液温度75℃,料液流速7L/min时,处理1g/L Sr2+膜通量可以达到4.15kg/(m2·h)。对离子质量浓度均为10g/L的Co2+、Sr2+、Na+、Ca2+四种离子混合料液进行处理时,膜通量也达到3.88kg/(m2·h)。     

氟盐冷却高温堆主冷却剂系统16N源项分析

基于SCALE6.1程序包中的三维蒙特卡罗输运程序KENO-Ⅵ对氟盐冷却高温堆（FHR）堆芯中子能谱进行计算,利用Mathematica程序建立了¹⁶N源项在主冷却剂系统内的流动模型,对FHR的主冷却剂系统¹⁶N源项进行定量分析,对不同流速情况下主冷却剂系统不同区域¹⁶N源强分布进行研究。结果表明：当冷却剂体积流量大于4.15×10² cm³•s^-1、小于4.15×10⁶ cm³•s^-1时,流动效应对主冷却剂系统内¹⁶N源项浓度分布影响显著,在FHR的设计基准流量（4.15×10⁴ cm³•s^-1）情况下,堆芯中¹⁶N源项占总¹⁶N源项的76.98%,上腔室为18.89%,其余区域放射性活度占¹⁶N总量的4.13%。所建立分析方法及结论可为FHR的工程设计、辐射防护设计及源项的精确分析等提供参考。     

医院中子照射器中子束流出口处热中子注量率的测量

医院中子照射器是基于微型反应堆而设计的专门用于硼中子俘获治疗（BNCT）的核反应堆装置,其额定功率为30 kW。在堆芯相对两侧分别设有一条热中子束流和超热中子束流用于病人照射,在热中子束流内引出一条实验用热中子束流,用于瞬发γ法测量病人血硼浓度。本工作利用²³⁵U裂变靶和白云母探测片测量了热、超热和实验用热中子束流出口处的热中子绝对注量率。结果显示,在30 kW额定功率运行时,热、超热和实验用热中子束流出口处的热中子注量率分别为1.67×10⁹、2.44×10⁷和3.03×10⁶ cm^-2•s^-1。以上结果达到了BNCT设计要求,并能满足瞬发γ测量血硼浓度的要求。     

堆内超临界水回路辐照装置物理参数模拟研究

堆内超临界水回路对我国超临界水堆燃料和结构材料的辐照腐蚀实验具有重要意义,辐照装置位于反应堆堆芯栅格,是超临界水回路的核心部件。采用MCNP程序模拟研究辐照装置的关键物理参数,并考虑超临界水热物特性对物理参数的反馈效应。计算得到辐照装置热中子注量率为4.72×10¹³ cm^-2•s^-1,快中子注量率为1.55×10¹⁴ cm^-2•s^-1,辐照产热率为14.7 kW,反应性引入为0.045%。     

14 MeV快中子照相准直屏蔽系统的设计与优化

基于强流氘氚中子源科学装置HINEG设计了一套快中子照相准直屏蔽系统。采用中子输运设计与安全评价软件系统SuperMC和ENDF/B-Ⅶ.0数据库计算了准直中子束的中子能谱及注量率、γ射线能谱及注量率、直射中子注量率与γ射线注量率比值（φ_d/φ_γ）、直射与散射中子注量率比值（φ_d/φ_s）、准直束中子注量率的不均匀度等特性参数,并采用MCNP5程序进行了对比验证。研究了准直屏蔽系统的内衬材料、尺寸等对特性参数的影响规律,并通过优化获取了最优设计方案。计算结果显示,在同等计算条件下,SuperMC计算结果与MCNP计算结果相对偏差小于1%,准直屏蔽系统的φ_d/φ_γ为50.1,φ_d/φ_s为5.7,在Φ30 cm视野范围内的中子注量率为4.80×10⁷ cm^-2•s^-1,其中直射中子注量率为4.09×10⁷ cm^-2•s^-1,中子注量率不均匀度为5.8%,满足快中子照相对准直束特性参数的要求。     

类铀矿岩材料制备及氡扩散系数测定的实验研究

扩散过程是主导氡在铀矿岩中运移与析出的主要方式。铀矿原岩辐射较大且取样困难,不利于开展有关室内实验。为了解决以上问题,依据相似理论,以某花岗岩为原型,选取石英砂、铀尾砂、水泥、精铁粉和微硅粉等为原材料,制备了3种不同材料配比的圆柱形类铀矿岩试样,并测定了原型和试样的物理力学参数;然后采用密闭腔体法测量了原型和试样在不同包裹方式下的累积氡浓度,推导氡的扩散性能参数的计算公式,通过计算获得了原型和试样的氡扩散长度和扩散系数。实验结果表明:花岗岩原型与所制备的类铀矿岩的颗粒密度、抗压强度、抗拉强度、内聚力和内摩擦角相似比的均值分别为1.09∶1、3.93∶1、4.28∶1、3.47∶1和1.00∶1;花岗岩原型的扩散系数为0.146×10^-6m²·s^-1,类铀矿岩的扩散系数介于0.114×10^-6～0.594×10^-6m²·s^-1之间,两者的相似比介于0.25∶1～1.28∶1之间。研究认为所制备的试样3在一定程度上可用来模拟花岗岩型铀矿岩,以满足室内实验的需求。