基于ERS2S测氡仪的氡析出率准确测量研究

氡析出率的测定是废石堆、尾矿堆监测治理中的重要指标,德国ERS2S氡钍射气析出率测量仪提供了线性拟合和指数拟合两种数据处理方式,在实际工作中往往出现难以确定选择使用何种数据处理方式能得到较为准确的氡析出率。针对该问题本文从线性拟合和指数拟合两种计算方法的理论模型入手,分析两种拟合方法的适用范围。研究表明线性拟合适合短时间测量,随着测量时间的增加,线性拟合计算的氡析出率误差将会不断增大。指数拟合需要测量数据较多,短时间测量时容易产生较大误差,长时间测量拟合度较好。研究成果有利于使用ERS2S测氡仪准确测量氡析出率,同时也为氡析出率的新测量方法的研究提供了理论、实践基础。     

土壤氡连续测量仪的研制

研制了一台土壤氡连续测量仪。仪器采用静电收集测氡法。通过测量总α衰变测量氡浓度。通过加入扩散距离消除土壤氡环境下^220Rn对^220Rn测量的干扰。^218Po的静电收集效率大于60％。在氡浓度大幅度突变时,测量值达到真实值90％的时间在7小时以内。测量值不受温湿度变化的影响。仪器采用MCS51单片机为控制核心,能自动监测、长期保存测量数据、能通过通讯口传输数据。     

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.     

新型连续测氡仪研制

为实现快速可靠连续测氡需要,基于静电收集法研制了一种新型连续测氡仪。该测量仪采用PIPS探测器对~(218)Po产生的α粒子能量进行甑别,采用阈值自动调节方法消除温度对半导休探测器能谱峰的影响,采用温湿度自动补偿修正方法消除湿度对探测效率的影响,采用大流量取样和迭代修正方法实现可靠快速测量。测试结果表明:新型连续测氡仪10个连续测量周期的测量结果相对平均偏差在5%以内,能够快速响应氡浓度的变化,适应0~45℃环境温度的需要,经-20℃低温储存实验后该测氡仪能正常工作。     

活性炭吸附-液闪法测量建材氡析出率的研究

为实现建材样品氡析出率的自动化测量,本文研究了一种活性炭吸附-液闪测量建材氡析出率的方法,并通过比较活性炭吸附-液闪法与活性炭吸附-γ能谱法在氡析出率标准装置、铀矿砂水泥砖及发泡砖表面测量值之间的差异,验证该方法的准确性。测量结果表明：活性炭吸附 液闪法可在一定条件下忽略反扩散的影响;根据制备的C-LS-Rn标准源可得其刻度系数为72.36 min^-1•Bq^-1,对氡的计数效率为120%;累积时间为72 h的最小可探测氡析出率为8.15×10^-4 Bq/(m²•s);该方法与活性炭吸附-γ能谱法测量结果的相对偏差为10%左右,在可接受范围内。     

累积法测量氡析出率数据拟合方法探讨

从最小二乘法出发,对累积法测量氡析出率的数据线性拟合、非线性拟合方法进行了分析探讨,发现这两种数据拟合方法虽然不等效,但计算结果差异较小.在等精度测量时,对等时间间隔测量的氡浓度数据进行非线性拟合得到氡析出率,其优值函数取值最小,表明其结果可能更接近实际值.     

活性炭对环境氡的吸附效果研究

利用活性炭对一定体积容器内天然矿石产生的氡进行吸附,使用氡测量仪对容器内的氡浓度进行测量,运用最小二乘法拟合最佳曲线计算出不同质量活性炭对氡的吸附程度,进而探讨了活性炭对环境氡的吸附效果。计算结果表明,活性炭对单位空间体积内的氡具有很好的吸附效果,能够很好地对室内氡进行改善,以达到室内除氡的效果。     

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。     

泄露和反扩散对氡析出率测量的影响研究

为研究累积法测量介质表面氡析出率时泄漏和反扩散对测量结果的影响,通过引入泄露和反扩散率并在南华大学氡析出率标准参考装置上不同的实验条件下测量。测量结果表明,集氡室与待测介质表面的密封程度不会影响氡析出率的准确可靠测量。引入泄露和反扩散率为现场氡析出率的准确可靠测量提供方法保障。     

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。     

活性炭对氡吸附性能的影响因素研究

为了防止室内空气氡危害人体健康,采用被动式活性炭盒法,利用带铅室的低本底NaI (Tl)闪烁探测器测量活性炭样品的γ能谱总净计数,分别研究活性炭的吸附时间、干燥性、用量和放置位置对氡吸附量的影响,精确测量室内空气中的氡浓度。结果表明,最佳吸附时间为3 d或4 d;干燥的活性炭对氡的吸附能力强,前3 d,烘干活性炭的吸附量大于未烘干活性炭,最终两者吸附量相当;当氡在活性炭中的渗透深度小于活性炭的装填深度时,不同用量的活性炭对氡的吸附量相当,随着渗透深度增大,活性炭用量多的吸附量大;在氡浓度不均匀的密闭室内,活性炭放置位置对氡的吸附量无影响。综上所述,采用活性炭盒法测量室内空气氡浓度,应采用烘干、适量的活性炭,吸附时间为3 d或4 d,且不需考虑活性炭在室内的放置位置。     

自适应开环测量氡析出率的方法研究

利用开环方式测量氡析出率,不需要考虑泄漏和反扩散的影响,计算简单.但是开环方式测量氡析出率测量中有一个很重要的参数是泵的流率,对于高析出率介质,采用较高的流率,可以减小集氡罩内氡浓度达到恒定的时间,提高测量效率;对于低析出率介质,采用较高的流率,会导致集氡罩内的氡浓度值偏低,统计涨落较大,甚至会使得集氡罩内的氡浓度值难...     

静电收集法测氡仪温、湿度修正曲线快速确定方法

当前,基于静电收集法的连续测氡仪得到了广泛应用。静电场对带正电的氡子体的收集效率与测量室内空气中水蒸气分子电离的OH-离子浓度有关。从分子运动论出发,利用相关文献给出的空气中水蒸气的OH-离子浓度的解析表达式,得到了218Po收集效率的温、湿度曲线的解析表达式。这样就可以利用多次测量提高C、g、λ、σ这四个常数的精度,从而提高收集效率的温、湿度曲线的准确性,并且可以减少实验测量工作量。同时得到了一种带正电218Po与OH-离子复合概率的测量方法。     

土壤潜势氡浓度快速测量方法理论模型的建立与验证

与室内氡水平直接相关的是土壤潜势氡浓度（土壤中潜在的最大氡浓度）,其直接测量深度通常需数米,测量非常困难,需探索快速获得土壤潜势氡浓度的方法。本工作通过对土壤氡运移规律的深入研究,建立了一个由土壤浅层氡浓度和土壤表面氡析出率确定土壤潜势氡浓度（双源法）的理论模型,并加以实验验证。实验证明了该理论模型的可靠性。该理论模型的建立为土壤潜势氡浓度快速测量方法的进一步研究奠定了基础。     

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。     

提高活性炭吸氡效率的液氮改性方法

优质椰壳活性炭被广泛用作氡、碘等气载放射性的吸附材料。为提高其吸氡能力,本文采用液氮浸泡、液氮浸泡与蒸发并行和低温氮气冲洗的活性炭改性方法,分别对优质椰壳活性炭进行了改性研究,并改进了静态法测量材料对氡的吸附系数的计算方法。结果表明,连续液氮浸泡与蒸发对活性炭改性的效果最好,改性活性炭对氡的吸附系数随连续液氮浸泡与蒸发次数的增加呈先增大后减小的规律,连续改性4次的改性效果最佳,改性活性炭的吸附系数提高了36%;液氮浸泡对活性炭改性也有一定效果,改性活性炭对氡的吸附系数最大可提高15%;低温氮气冲洗对活性炭改性没有效果。活性炭改性前后样品的BET表征结果表明,改性活性炭对氡的吸附能力的提高与054 nm孔径的微孔比表面积增加有明显的正相关性。该方法具有改性工艺简单、周期短、成本较低等优点。     

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。     

活性炭对土壤氡吸附饱和性能研究

选用六组不同类型的活性炭,通过室外对土壤氡的吸附饱和实验,研究了活性炭对低射气土壤氡的吸附行为。实验结果表明:不同类型的活性炭对土壤氡的吸附饱和时间不同,均远小于30 d,吸附性能较好的椰壳活性炭在第八天即达到吸附饱和;不同类型活性炭的吸附饱和浓度差异也较大。因此,在低射气区进行活性炭吸附氡气测量时,应选择小粒径的椰壳活性炭作为吸附载体。