基于Labwindows/CVI的氡室测控系统设计

针对目前氡室测控系统存在的问题，本文提出了基于CMOSense技术的SHT75数字式温湿度传感器和LaWindows／CVI虚拟仪器开发环境的设计思想。运用虚拟仪器本身提供的库函数、数据库技术和模块化的设计思想开发了氡室测控系统。该系统很好地完成了氡室里重要参数的实时全程控制，并且具有显示直观、反应迅速，性价比高等特点，因此具有一定的使用价值。     

小型氡室系统的研制

一种基于排代法的可供给稳定含氡空气流和可控温控湿的小型氡室系统已经研制成功。在该系统内,氡浓度的可调范围为10~2～10~3Bqm~(-3),氡浓度波动为4～8％;温度的可调范围为室温至40℃,控温精度为±0.5℃;相对湿度的可调范围为30～90％R.H.,控湿精度为±5％R.H.。该系统适宜于务实验室自用,可进行特定氡浓度和温湿度下的各种试验及小批量累积氡探测器的刻度。     

标准氡室氡浓度不确定度评定方法探讨

标准氡室为氡测量仪器的校准提供氡浓度的参考标准,氡室氡浓度可由氡源的氡产生率、补氡时间、氡的自然衰变规律以及吸附/泄漏率等因素进行理论计算,也可用标准氡浓度测量仪测定,同时需要对氡室氡浓度的不确定度进行科学合理的评定.本文分析了这两种氡浓度定值方法的不确定度来源,并分别介绍和探讨了氡浓度值不确定度的评定方法.结果表明:由标准测量仪器测定氡浓度并进行不确定度评定,其方法优于基于氡源参数进行计算所得氡浓度值的不确定度评定方法.     

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。     

氡室废气处理系统研究

对于氡室废气的处理,常利用活性炭吸附来降低氡室排放废气的氡浓度,但活性炭的吸附能力有限,当氡室废气浓度较高时会对氡室周围环境造成放射性污染。如果让氡废气在氡室内自然衰变,会因为氡较长的半衰期而耗费时间,造成氡室标定周期长,降低了氡室的利用率。因此提出一种氡室废气处理方案,经过理论分析和实验验证。结果显示,该系统不仅能解决氡室废气排放过程中存在的污染问题,降低对活性炭的依赖;同时能在短时间内降低氡室内氡废气的浓度,缩短废气排放的时长。整个系统的低负压状态也确保了氡室在运行过程中的安全性,因此该氡室废气处理系统实现了预期目标。     

住宅室内氡浓度的时间空间变化对肺癌危险度的影响

最近在甘肃进行的研究表明,居室内氡浓度的增加会导致肺癌危险度增高,这与以往进行的汇总分析和其他居室研究的综合分析结果一致(王作元,等．美国流行病学杂志,2002．155：554)。室内氡浓度产生的剂量用过去30年中的氡浓度表示,这在暴露量方面会有一定程度的不确定度,有可能降低对肺癌危险度的估计。我们进行了一项为期三年涉及55户居民的辅助研究,目的是找出室内氡水平时间、空间变化模型,并对氡致肺癌危险度的估计进行调整。氡浓度的时间变化是产生不确定度的最大来源,对室内氡进行连续几年的观测以找出其变化原因和规律很有必要。不确定度的调整使肺癌附加比值比(excess odds ratio)估算值增加50％—100％。说明用类似剂量方法进行的室内氡研究也可能低估了氡致肺癌效应。此结果对危险度评价有重要意义。     

瑞典南部S(?)der(?)sen地垒饮用水中氡浓度研究

用2种不同的方法测定瑞典南部Sdersen地垒上的钻井和挖掘井内地下水中的氡放射性浓度,结果是一致的。这2种方法是用HPGe探测器进行γ射线能谱测量和塑料径迹探测器进行α活度测量;花岗岩基岩内的水中氡浓度较高,挖掘井中氡浓度较低,在浓度、井深之间没有任何相关性。不同区域的水中氡浓度差异较大,火山岩地层裂隙水中氡浓度大于700Bq·L~(-1)。在3a以上的时间里,发现钻井中的氡浓度是十分稳定的,但在短时间内变化明显。在室温下,敞口的正常烹饪器皿表面的水中氡蒸发缓慢,放射性梯度ΔA/A大约是每小时0.1～0.2;然而,适度的加热(如在咖啡机里)对排除氡非常有效,使氡放射性浓度减少90％以上。     

瑞典南部Soderasen地垒饮用水中氡浓度研究

用2种不同的方法测定瑞典南部Soderasen地垒上的钻井和挖掘井内地下水中的氡放射性浓度,结果是一致的.这2种方法是用HPGe探测器进行γ射线能谱测量和塑料径迹探测器进行α活度测量;花岗岩基岩内的水中氡浓度较高,挖掘井中氡浓度较低,在浓度、井深之间没有任何相关性.不同区域的水中氡浓度差异较大,火山岩地层裂隙水中氡浓度大于700 Bq·L-1.在3 a以上的时间里,发现钻井中的氡浓度是十分稳定的,但在短时间内变化明显.在室温下,敞口的正常烹饪器皿表面的水中氡蒸发缓慢,放射性梯度△A/A大约是每小时0.1～0.2;然而,适度的加热(如在咖啡机里)对排除氡非常有效,使氡放射性浓度减少90%以上.     

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。     

瑞典南部Söderåsen地垒饮用水中氡浓度研究

用2种不同的方法测定瑞典南部Soderasen地垒上的钻井和挖掘井内地下水中的氡放射性浓度,结果是一致的.这2种方法是用HPGe探测器进行γ射线能谱测量和塑料径迹探测器进行α活度测量;花岗岩基岩内的水中氡浓度较高,挖掘井中氡浓度较低,在浓度、井深之间没有任何相关性.不同区域的水中氡浓度差异较大,火山岩地层裂隙水中氡浓度大于700 Bq·L-1.在3 a以上的时间里,发现钻井中的氡浓度是十分稳定的,但在短时间内变化明显.在室温下,敞口的正常烹饪器皿表面的水中氡蒸发缓慢,放射性梯度△A/A大约是每小时0.1～0.2;然而,适度的加热(如在咖啡机里)对排除氡非常有效,使氡放射性浓度减少90%以上.     

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。     

标准氡室自动监控系统

建立标准氡室的关键是对测量环境的温度、湿度和风速进行严格控制.本文介绍了某标准氡室自动监控系统的控制原理、软硬件结构和系统设计思想.该监控系统实现了氡室的温湿度自动控制、氡及氡子体浓度的自动检测和实验测量过程的数据全程记录.运行结果表明,该系统使用效果良好,达到了预期的设计目的.     

DSZ-3型标准氡室的研制及性能测试

报道DSZ-3型标准氡室的研制及性能测试工作。DSZ-3型标准氡室实现了在3个氡浓度区间的独立运行、氡浓度自动控制、氡室内温、湿度自动控制。性能测试结果表明：主要技术参数达到了设计要求,氡室氡浓度空间均匀性、长时间稳定性、密封性能符合国家有关标准要求,系统运行良好。     

氡标准室中浓度智能控制系统的实现

介绍了一种新型的采用AVR单片机作为主控器的氡室浓度智能控制系统,阐述了ATmega128单片机与温湿度传感器、氡室制冷系统和除湿系统等部件接口,实现氡室内浓度稳定的软、硬件技术要点.此外,控制系统既可以独立完成对氡室浓度的监控,也可以通过RS-232C接口与PC机通信,组成基于PC机的氡室浓度控制系统.     

数字式温湿度传感器在氡室监测系统中的应用

阐述了在氡室监测系统中使用的基于CMOSens技术的SHT75数字式温湿度传感器的主要特点、内部结构、测量标度转换方法和监测系统中温湿度数据采集的整体实现。基于SHT75数字式温湿度传感器的氡室温湿度监测系统具有电路结构简单、实时性强、精度高、稳定性好、直观等特点。     

气溶胶对氡室氡浓度影响的探讨

通过实验测试往氡室中充入气溶胶对氡室氡浓度的影响,及测试在不同氡浓度及气溶胶浓度的条件下气溶胶对氡子体的吸附.实验结果显示:气溶胶对氡室氡浓度的稳定性没有影响,不同气溶胶浓度则会改变氡子体的结合状态,从而影响氡子体的扩散系数,所以会影响总量测量仪的测量结果.     

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。     

抗环境氡干扰测氚电离室的研制

为提高电离室测量环境中氚的探测灵敏度,研制了一种可甄别空气中氡的测氚电离室。该电离室采用平行板型丝壁测氚电离室和镀铝聚酯膜窗平行板型测氡密闭电离室组成,具有较强的甄别环境氡的能力,适用于氡浓度较高的环境中氚的监测。实验结果表明:该测氚电离室对氚的响应线性相关系数为96.54%;在氡环境中,对氡的甄别补偿为98.83%;测量值与约定值的相对误差不大于40%。     

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%。