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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

用于收集未结合态氡子体的扩散型取样器

为了收集和测量未结合态氡子体,我们研制了金属筛、冲击器、扩散管、扩散组和扩散取样器等五种未结合态氡子体的取样装置。分别在实验室和现场条件下,测定和比较了金属筛和冲击器、扩散组、扩散取样器对同一氡子体源的未结合份额值f,还用金属筛测定了扩散管和扩散组的透过率,并与理论值进行了比较。分析了测定f和透过率的误差来源。讨论了各种取样器的适用范围。     

氡子体比的现场测量及其对剂量转换系数的影响

氡子体比是指其短寿命子体218 Po、214 Pb、214 Bi的活度浓度的比值,是氡子体剂量评价中的重要参数,但环境中氡子体比的数据非常有限。为了解和把握城市典型环境中氡子体比的现状,并分析其对剂量转换系数的影响,本文利用便携式α谱仪,现场测量了城市典型室内外环境的氡子体比,并通过分析室内外环境氡子体比数据的特点,讨论了环境氡子体比对剂量转换系数的影响。测量结果显示,城市典型室内环境中氡子体比的平均值为1∶0.59∶0.58,典型室外环境中氡子体比的平均值为1∶0.50∶0.67。因各子体的剂量系数与它们的α潜能呈正比,所以氡子体比对剂量转换系数的影响很小。     

基于扣除算法的环境氡和氡子体连续测量仪

环境氡和氡子体连续测量是准确计算氡的辐射剂量、客观评价氡危害的前提。介绍了一种使用闪烁室法和滤膜收集法、基于扣除算法的能够同时连续测量氡和氡子体的智能化测量仪器，详细介绍了仪器的测量原理、结构，并给出了在标准氡室和办公室中的部分测量数据。     

某些场所氡及其子体平衡因子的测量

环境氡子体所致剂量大多采用环境氡暴露量和推荐的氡及氡子体平衡因子来近似估算。但不同场所的环境条件差异很大,氡及氡子体的平衡因子也相差较大,从而导致此种估算方法存在较大的误差。为了提高基于氡暴露量估算氡子体所致剂量的质量,典型场所氡及其子体平衡因子的测量是必要的。采用南华大学研制的NRL-Ⅱ氡连续测量仪和NR-200A氡子体连续监测仪,在秦山核电基地、湖南省湘雅附一医院、湖南省肿瘤医院、锦原铀业等几个特殊工作场所进行空气中氡及其子体的平衡因子测量。测量结果表明,在沿海地区室内及放疗场所的平衡因子都比推荐值要小约40%;有些通风好且采取空气净化措施的区域平衡因子更小;内陆大部分室内的平衡因子与推荐值相近。     

氡子体连续测量仪的研制

本工作研制氡子体连续测量仪。仪器由泵主动采样，滤膜收集氡子体，采用半导体探测器测量α辐射，二道能谱法测量α计数，使用扣除算法计算氡子体潜能浓度，通过测量²¹²Po的8.78MeVα计数消除²²⁰Rn对氡子体的测量干扰。仪器可在不更换滤膜情况下连续测量，测量周期可选择1、1.5、2和3h。采用MCS51单片机控制自动采样、测量和计算。测量范围为0.0015~100μJ·m^-3，测量值大于0.1μJ·m^-3时的测量不确定度小于10%。     

A new sampler for simulating aerosol deposition in the respiratory tract

Abstract For estimation of the deposition fractions of radon progeny in different regions of the respiratory tract, a new sampler consisting of three different configurations of sampling heads was developed. The deposition fractions of aerosols on the wire screens inside the sampling heads were calculated with the fan model of filtration theory. The deposition fractions of aerosols in different regions of the respiratory tract were calculated with the lung dose evaluation program (LUDEP (C)) developed by National Radiological Protection Board (NRPB) as References. In general indoor and mine environments, the deviation between the deposition fractions of attached aerosol on the wire screens designed in this study and its reference values in the respiratory tract is less than 5%. It is possible to accurately estimate the deposition fractions of radon progeny in different regions of the respiratory tract through mimic measurements of radon progeny collected with the new sampler.     

氡子体α能谱真空测量RaB的反冲损失率

氡子体α能谱法测量时的真空度使RaB发生反冲损失,这会对氡子体测量精度产生影响并造成测量腔室的污染。本实验选用0.8 μm孔径的Millipore AA型滤膜,在流率为6.3、12.3和15.6 L/min下,使用ELPI粒径分析仪、α测量仪和α谱仪分别对氡室气溶胶粒径分布、滤膜自吸收系数及反冲损失率进行测量。结果显示：氡室内气溶胶浓度呈单峰分布;相应流率下的自吸收系数为0.978、0.980、0.989,反冲损失率为0.362 8、0.368 4和0.362 9;所得反冲损失率并未表现出较大的差异,但滤膜样品上由RaA衰变产生的RaB原子却有较大的反冲损失。     

External Gamma Exposure to Radon Progeny in Indoor Air

The external γ-exposure from radon progeny uniformly distributed in indoor air was estimated by a computer program that was developed. This program can calculate the fluence rate, exposure rate and average energy for any given point in a room of any given size. As numerical example, the exposure rate normalized to unit airborne activity is presented, together with the fluence-weighted and exposure-weighted average photon energies, for a room of representative geometry containing radon progeny in equilibrium. To cover other conditions encountered in practice, quantitative evaluations are additionally presented of the effect on the exposure brought by changes in certain parameters, such as equilibrium factor, wall thickness, room size and receptor position. The study has quantitatively substantiated the prevailing postulate that the effective dose equivalent due to external exposure resulting from normal indoor concentrations of airborne radon progeny in the room of representative geometry should only amount to 0.04% of that from the internal exposure from the same sources, and that it should be of similarly negligible order compared with internal exposure also in the case of other room geometries.     

Radon Levels in China

This paper reviewed and summarized the results and problems of a nation-wide environmental radon survey which was carried out from 1984 to 1990 in China. Indoor radon concentrations were measured in 10,811 dwellings, and which covered 26 provinces and cities all over China. The range of indoor radon concentrations was <LLD-386.8Bq·m^?3, the average was 22.5 Bq·m^?3 and 19.6 Bq·m^?3 for arithmetic mean and geometric mean, respectively. Both outdoor radon concentrations and indoor radon progeny concentrations were also reported. Even though the grab sampling was taken as the main method of the survey, it was still a valuable reference.