氡气检测仪

时间:2025-02-16 11:04:48编辑:优化君

FD-型测氡仪的标定

(一)标定的基本计算标定的目的在于确定射气浓度与脉冲数之间的换算关系。为此使用液体镭源进行校准。其校准公式为放射性勘探技术式中:J土——测量土壤中氡浓度时的换算系数;J水——测量水中氡浓度时的换算系数;α——液体镭源中镭的含量(10-6~10-7g);λRa——氡的衰变常数(2.10×10-6s-1);t——液体镭源的积累时间;K——脱气效率修正系统(采用2′-15″-2′时,K=1;3′-15″-3′时,K=0.548);V土——抽筒抽气体积,1.5L;V水——水样体积,100mL;N′2——2min时RaA的测量计数、脉冲;N′3——3min时RaA的测量计数,脉冲。应该指出,测量土壤氡与水中氡的方式(即:加电取样-测量方式),分别推荐为2′-15″-2′和3′-15″-3′,当需要增加测量灵敏度时,可增长加电和测量时间。此时换算系数需做修正。公式为放射性勘探技术式中:K2l——修正系数(见表4-3); ——校准时的换算系数。表4-3 FD-3017型RaA测氡仪建议参数(二)标定设备与装置图1.设备1)密封三天以上的液体镭源一个;2)FD-3017型RaA测氡仪一台;3)干燥器一个。2.装置图将图4-21中阀门2到橡胶管之间的装置换成“液体镭源”;去掉真空泵、真空表及橡胶管,将阀门1关闭即可。(三)校准方法本仪器对土壤氡和水中氡采用两种不同的时间,所以校准时分别需要确定不同的换算系数J。操作步骤:1)首先开启操作台电源,检查电池电压及校验讯号,面板上的甄别阈旋纽的刻度是否指在本仪器规定的值上,然后将高压时间开关放在2min(或3min)上,并将高压输出端与抽筒上输入端的电缆连接。2)将阀门拨到排气位置,提拉抽筒,将空气抽入筒内,然后再压下使筒内气体排出,视需要可抽排多次。3)将液体镭源固定在手柄的左侧,并由橡皮管与干燥器、抽筒进气阀门连通。4)放片:打开抽筒上盖的样品盒,放入“干净”的收集卡(有记号面向上,光面向下)。5)脱气:将阀门转向“吸”。同时打开源瓶封闭夹子,记下时间,即可开始慢慢提拉抽筒,使源瓶内的气泡保持在中间部位,直到抽筒拉到顶部,此时筒内空腔体积为1.5L(水氡标定时,只需拉到1L处即可)。整个脱气过程尽可能在40s内完成,气泡结束后,即将阀门放到“关”的位置。注意:在提拉抽筒时,切忌用力过猛,防止气泡溢出事故。另外在提拉过程中决不能将抽筒往下拉,否则会造成液体源倒流事故。6)启动高压收集RaA,按下高压启动按钮经2min(3min)后,蜂鸣器将自动报警,同时切断高压电源。7)取片:在高压报警后,应立即打开样片盒,取出收集片,并放到探测器盒内(切记这个过程应在15s内完成),有记号面向下,光面向上。8)测量:再次自动报警后,记下脉冲计数(Nα)。9)计算:将测量读数和相应的参数代入公式(4-8)和式(4-9),分别求出土壤氡气和水中氡气的换算系数。

测氡仪的标定

无论是测量土壤氡或水中氡或空气中氡,很少用到绝对测量,绝大多数都是相对测量。要使仪器读数值变为氡浓度值,需要在测量条件一致的情况下,对仪器进行标定,确定测量仪的每个读数值相当于氡的浓度值。如果两者是线性关系,可以确定出一个换算系数。测氡仪的标定方法,主要是循环法和真空法。氡室是20世纪70年代兴起的,我国1988年建成提供使用。所谓氡室,实质上就是一个大容积的氡浓度值稳定的氡源。我国8505-I型氡室,容积为1000 L;双层结构,上层为200 L,下层800 L。氡浓度由28 Bq/L起始[提供氡源的固体镭面源活度为60495 Bq(±3%)]。氡室两侧共装有7个气嘴,专门用于循环法和真空法进行标定。顶盖上装有14个圆孔,直径5.6 cm,专门用于硅半导体探测器和累积测氡探测器进行标定。(一)循环法将待标定的探测器(室)与氡室通过气嘴接成氡可以流动的循环回路(图6-3-5(a))。打开所有阀门,使循环畅通,用双链球鼓气2 min或机械泵1 min,关闭阀门。连续读数6 min,取平均值,按下式计算标定系数:图6-3-5 循环法标定系统核辐射场与放射性勘查式中:NRn为氡室的氡浓度值,[Bq/(L·cpm)];n为连续6次每分钟读数平均值,cpm;n底为本底读数,cpm。如果不用氡室,也可以用一个氡浓度已知的液体标准氡源代替氡室,接入循环系统(见图6-3-5(b)),用双链球鼓气10 min,关闭探测器两边阀门,待气流稳定,1 min后开始读数,一般连续取10个数,取平均值,按下式计算标定系数:核辐射场与放射性勘查式中:Q标为液体源中氡的活度,Bq;V为循环系统总体积(探测器+干燥器+扩散器+双链球),L;n为读数的平均值,cpm;为氡的累积量;t为扩散器中氡的累积时间。如果不用液体氡源,也可以使用固体氡源。(二)真空法真空法的实质是将探测器接入氡室(图6-3-6),关闭阀门K2;由K1将探测器(室)抽成真空,关闭K1;打开K2,吸入氡室的氡气,气压平衡后,关闭K2,开始读数。按(6-3-9)式计算换算系数。图6-3-6 真空法标定系统可以像循环法一样不用氡室,改为液体或固体氡源。

氡及测量

氡,惰性气体,无色无味 ,是目前室内空气中天然放射性的主要监测气体源。

家居中,天然砂、石、混凝土、瓷砖,大理石,装饰性石材会带来放射性污染。个别矿区采挖到装饰石材,绿植带根的土壤及陶瓷盆也有可能带来放射性污染。

氡(222Rn)及其子体广泛存在于土壤、岩石、水和空气中,它们具有放射性,并能通过呼吸、饮食进入人体,具有较长的生物半衰期。对人体所造成的剂量约占天然辐射平均剂量(2.4mSv)的一半以上,它们已成为除吸烟外导致肺癌的第二大因素"。氡的同位素氡( 222Rn、 220Rn…)及其子体所产生的剂量中占有一定比例。 室外氡浓度一般在(0.1-10) Bq / m3 的范围,建筑物内平均浓度约20Bq/m3,不同地区差别很大,有的国家平衡当量氡浓度合理上限为100 Bq / m3 ,我国规定住房内氡浓度上限值为150Bq/ m 3。由于近些年,节能技术的飞跃发展,门窗密封性能的提高,天然本底、建筑材料、通风等方面的原因,我国有相当数量的建筑室内氡浓度超过合理限值。随着氡及其子体对人们的健康威胁有所增加,及地下工程的增多,对它们的准确测量越来越引起重视。






在氡及其子体对人体造成的剂量中,氡子体占有更重要的地位。氡是惰性气体,在被人吸人后,不与呼吸道、肺部组织发生化学结合作用,大部分氡被吸入后又被呼出。氡子体是金属颗粒(悬浮在空气中并与空气中水分、悬浮颗粒物PM2.5等聚集,形成的微粒直径大于100nm),被人吸人后,大部分氢子体会停留在呼吸道、肺部。这样,氢子体对人体有效当量剂量的贡献要远大于氡气。从这﹣角度上说,测量氡子体比测量氡更能反映它们对人体的危害。但氡子体浓度受多种因素(如气溶胶浓度、距离物体表面远近)的影响,测量结果变化大。

近年来,氡测量技术日趋完善,人们已发展了多种测氡技术。按采样方法可分为主动式和被动式两大类;按测量方法可分为瞬时测量、连续测量、累积测量等。目前比较普遍的是a能谱测量法。

①氢子体 RaA 、 RaB 和氢子体 ThB 、 ThC 的测量误差是随采样时间的增加而减小的;② RaC 的测量误差随采样时间的增加而呈有规律的变,减小一最小值一增大。相应延长测量时间到合理的范围内来提高测量准确性。

能谱中根据子体跃迁能级分三个能量段即: RaA 和 ThC 的6.0MeV能量段(2-6.3MeV)、RaC7.69MeV能量段(6.3MeV-8MeV)和 ThC "8.78MeV能量段(8MeV-10MeV)。

目前天然放射性材料,比较普遍采用的r能谱仪可以细分到4096道道址。


氡气测量

测氡法是核物探的一种,近年来在煤火探测方面的应用很受欢迎。山西矿业学院的刘洪福等在20世纪90年代中期研究了测氡法探测煤层自燃火源位置及范围的机理,并建立了天然放射性介质测氡试验台,研究氡析出与温度之间的关系,开发出了CDTH(测氡探火)专用软件,并在山东枣庄矿业集团公司柴里矿等15个矿局推广应用。太原理工大学、原长春科技大学等院校及河北邢台矿务局葛泉煤矿、石圪节煤矿等生产单位也对测氡法(α杯测氡)圈定地下煤层着火范围做了不少研究,并在实际生产中取得了很好的效果。氡射气容易受到气象条件等因素的影响,为了减弱干扰,本次研究选用了德国SARAD公司生产的RTM2100氡钍探测仪。RTM2100设有专用的传感器,用来测定测点的温度、湿度及气压强度,并自动进行三者影响校正。此仪器有测氡与测钍两种模式,且在测氡模式下可将钍射气的影响作为干扰因素消除,反之亦然。本次测量采用测氡模式,吸气泵选用0.5L·min-1,测量时间为10min;排空时间5min,吸气泵选用3L·min-1;测量深度40cm,点距20m,线距平均25m。氡射气测量干扰较多,通常单点重复测量可比性差。图4⁃2⁃14是工作区一条剖面重复测量的比较图。从图可见两次测量的结果其幅值有一定差异,但异常曲线的变化趋势一致,异常峰值的位置和个数对应的很好,说明采用RTM2100氡钍探测仪测量的结果是可靠的。图4-2-14 氡射气重复测量对比图图4⁃2⁃15是氡气测量结果图。图中左侧异常整体与地面勘查火区吻合很好,特别是氡气异常中心点主要分布在勘查火区边界,可能是着火点的反映。右侧的氡气异常可能是地下着火区的反映。图4-2-15 内蒙古乌达Ⅷ号火区地表氡气浓度图图中红色实线所夹区域为2004年地表勘测火区

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