利用铀矿废石为氡源对测氡仪校准的实验研究

测氡仪须定期进行校准,常用的有固体氡源校准方法和氡室校准方法。前者存在氡源装置老化、操作复杂和放射性物质易受运输管控等问题;后者存在校准用时长,无法实现现场校准等问题。为实现地震测氡仪现场校准,本研究提出一种利用铀矿废石进行测氡仪校准的实验方法。结果表明,该方法的氡浓度控制具有较高的准确性与稳定性,输出气体氡浓度与预设目标之间相对误差为1%;铀矿废石校准实验与标准氡室校准实验的结果对比显示,两者校准因子一致性较好,相对误差为1.14%,归一化误差E_n为0.135 6,在预期范围内。以上结果可为后续便携式测氡仪校准装置的研制提供参考。     

一种测定氡室漏气率的新方法探讨

氡室是第三代标准氡源,氡室漏气率是影响氡室准确、可靠和安全运行的关键参数。介绍了一种测定漏气率的方法并讨论了氡泄漏对环境的影响,经实验验证该方法是一种既简单又准确的测定漏气率方法,且氡泄漏对环境的影响在安全范围内。     

α法和γ法测试固体氡源主要性能

为及时掌握实验室固体氡源的密封性、纯度和适用性,利用α射气法和γ法对其主要性能进行了检测。测试中,用测氡仪连续采样测量以检测固体氡源的密封性,用α能谱仪测量采集的样品以检测其纯度,用α射气法和γ法对固体氡源饱和计数和剩余计数进行测量以计算出固体氡源的射气系数。实验结果表明:采用α法和γ法测试固体氡源的主要性能是可行的,适合于实验室氡室的建造需求。     

用罐装氡气校准测氡仪的方法研究

为满足测氡仪校准和检定周期内的期间核查的需要,研制用罐装氡气校准测氡仪的方法。该方法采用氡的衰变规律和氡的测量原理,研制了动态标准物质——罐装氡气,可有效地克服标准镭源的缺乏和缺点,实现测氡仪质量控制活动。实验测试表明,该方法满足《测氡仪检定规程》JJG 825—2013中氡源的要求,用该方法校准测氡仪是可行的。     

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。     

内墙漆防氡效率测定方法的研究

为了建立一种测量内墙漆防氡效率的有效测量方法,采用局部静态法测量被测测介质表面在测量期间的平均氡析出率。用有机玻璃制成充氡箱,用市售单面光滑的纤维板制作样品,用特制的PCMR－1连续测氡仪作测量手段,用GD－LI流气式固体氡源向充氡箱充氡,从而建立了内墙漆防氡效率的测定方法,该方法对不同内墙漆防氡效率容易实现同条件测量,测量结果具有很好的可比心。该方法能够满足内墙防氡效率测定工作的需要。     

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。     

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.     

自检校正用氡箱的研制

为方便对部分测氡仪的自检校正,研制了一种体积小、成本低的校验氡箱。该氡箱体积20 L,采用铀矿粉作为氡源,其饱和氡浓度可达20.6 kBq/m3。通过理论计算和性能测试的结果表明,本校验氡箱成本低廉、制作简单、操作性强,且可通过理论计算得到氡浓度和氡照射量,非常适合对部分测氡仪进行自检校正,具有一定实用价值。     

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。     

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。     

密闭空间氡气浓度变化规律与估算方法研究

目前在氡气研究领域中对氡气析出率的研究较为深入,但对氡气反扩散讨论和研究还较少。本文讨论了在密闭空间条件下氡气浓度计算的理论方程,并讨论了氡气反扩散对氡气浓度的影响,同时开展密闭空间实验,对集氡罩内氡气浓度进行连续测量。基于实验数据讨论氡气反扩散,通过理论方程与实测数据比较,验证氡气浓度与析出率、反扩散系数之间的关系,研究结果可为室内或矿井内等密闭空间中氡气浓度分析和估算提供参考。     

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.     

一种连续测氡延时修正方法

对空气中氡浓度的连续监测,要求仪器具有良好的时间响应性。本文针对连续测氡中导致延时的各种因素进行分析,研究了一种能消除子体残留影响,可连续测量变化氡浓度的延时修正方法。该方法已应用于南华大学研制的NRL-1连续测氡仪,实验结果表明,该方法有效、可靠。     

Radon Emanation Phenomena: A Probabilistic Basis to Estimate Radon Emanation Coefficients Based on Its Zigzag Travel

Previous theoretical approaches based on mathematical models by other researchers to the subject of radon emanation assumed straight linear travel of radon generated in grains constituting rocks or soils. However, it is difficult for these approaches to explain high radon emanation coefficients for rocks or soils without the introduction of the ideas of radon indirect recoil or a threshold for imbedding into grains. Unlike them, the present authors proposed anotherhypothesis based on the idea of radon zigzag travel and elucidated high radon emanation in a previous paper. The radon zigzag travel is caused by many collisions of radon with atoms constituting the grains. The results of the theoretical calculation successfully supported the claims of nanopore presence by Rama and Moore and radium layer presence near grain surfaces by Krishnaswami and Seidemann in a unified manner. However, the present authors think there is still room to improve their theory and they want to entice researchers toward a better explanation of high radon emanation for rocks or soils. Therefore, they give a probabilistic basis for their hypothesis and make a comparison between radon emanation coefficients obtained on straight linear and zigzag travel models, before concluding with a validity check of the models.     

连续测氡方法迭代修正因子的理论计算与实验测定

研究了一种连续测量环境氡浓度的方法,该方法需确定前次测量对当次测量的影响,即迭代修正因子。推导了适用于上述连续测氡方法的迭代修正因子的理论公式,并计算了迭代修正因子的理论值。用基于上述方法研制的NRL-1型氡连续测量仪进行了迭代因子的测量,并对测量结果的影响因素进行了讨论。结果表明,理论计算结果与实验测量结果符合较好,迭代修正因子仅与取样时间和测量时间有关。     

新型连续测氡仪测氡快速定值法

为适应新型连续测氡仪快速测氡的需要,探讨一种快速定值方法。采用新型连续测氡仪测定刻度因子,依据不同测量周期收集到~(218)Po衰变产生的α粒子数,建立相应的衰变关系式。测量时无须多次测量,利用关系式即可快速定值。实验表明:该快速定值方法提高了新型连续测氡仪的定值效果,简化了定值过程。     

全国室内氡-土壤氡关联性研究课题启动

介绍了“全国部分城市室内氡．土壤氡关联性研究”课题的主要内容和相关技术要求。工作内容包括：室内氡浓度、土壤氡浓度、城市区域性土壤氡浓度调查;技术要求包括：室内氡调查布点要求、室内氡浓度连续测量要求、土壤氡测量方法、以及测量数据的处理。     

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。     

Demonstration of a Method to Suppress Radon Emanation from Uranium-bearing Wastes

The authors have previously done a theoretical study of radon emanation and quantitatively demonstrated that a small pore of even nanometer size with moisture in its microscopic grain structure can give as high a radon emanation coefficient as around 0.18. Therefore, it was concluded necessary to remove pores of any size in the grain in order to suppress radon emanation. Melting of uranium-bearing wastes is one of the best technologies for this purpose. In order to verify this theoretical finding, a series of experiments was carried out using three test samples; unprocessed, cemented and vitrified calcium superphosphate. Calcium superphosphate was chosen because it resembles a uranium-bearing waste like sludge in terms of both radioactive nuclide adhesion on the grain surface of the waste matrix (surface contamination) and the grain geometric shape. As expected from the theory, radon emanation from the vitrified sample was extremely low compared to the unprocessed sample. On the other hand, radon emanation from the cemented sample remained very high. The present study opens doors to suppression of radiation exposure from radon and to safe disposal which does not depend on integrity of the final waste form and the site cover soil.