第10章 氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法_第1頁(yè)
第10章 氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法_第2頁(yè)
第10章 氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法_第3頁(yè)
第10章 氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法_第4頁(yè)
第10章 氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法_第5頁(yè)
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1、緒論第1章礦 內(nèi) 空 氣第2章礦井空氣流動(dòng)基本理論第3章礦井通風(fēng)系統(tǒng)和通風(fēng)動(dòng)力第4章鈾礦山輻射危害與安全第5章輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)與礦井防氡指標(biāo)第6章氡來(lái)源及性質(zhì)第7章氡析出與氡傳播第8章排氡通風(fēng)與控氡技術(shù)第9章鈾礦井排氡通風(fēng)設(shè)計(jì)第10章氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法第11章礦井通風(fēng)系統(tǒng)測(cè)定與評(píng)價(jià) 第第10章氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法章氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法為了掌握礦井中氡及子體濃度的污染狀況及其變化,評(píng)價(jià)礦工接受的輻射劑量和通風(fēng)降氡措施的效果,必須掌握氡測(cè)量和其他輻射測(cè)量方法。 靜電計(jì)法也叫電離室法,是測(cè)氡最經(jīng)典的方法。10.1氡氡的的測(cè)測(cè)量量10.1.1靜電計(jì)法靜電計(jì)法1.工作原理工作原理靜電計(jì)法測(cè)氡的

2、原理是基于射線對(duì)空氣的電離作用和帶電導(dǎo)體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。含氡氣體進(jìn)入電離室后,氡及其子體放出的射線使空氣電離,產(chǎn)生正負(fù)離子。其電離電流主要是222Rn,218Po,214Po的粒子貢獻(xiàn)的。電離室的中央電極積累了一定量的正電荷,當(dāng)與靜電計(jì)的中央石英絲接觸后使其帶電,成為帶電導(dǎo)體。在外電場(chǎng)作用下,石英絲在帶了電的臂絲電場(chǎng)作用下而發(fā)生偏轉(zhuǎn),其偏轉(zhuǎn)的速度與其上的電荷量成正比,也就是與氡的濃度成正比。測(cè)出偏轉(zhuǎn)速度(亦即電離電流)就可知道氡的濃度。2.主要設(shè)備與儀器主要設(shè)備與儀器(1)電離室我國(guó)常用的與FD-105型和FD-105(K)型兩種靜電計(jì)配套使用的電離室結(jié)構(gòu)如圖10.1所示。電離室高14 cm,

3、直徑為9.5 cm,容積1 L,外殼為金屬,中央電極通過(guò)絕緣體和外殼固定起來(lái),兩個(gè)氣孔用于吸氣和排氣。(2)靜電計(jì)常用的靜電計(jì)有FD-105型和FD-105(K)型兩種。圖10.1FD-105K電離室示意圖圖10.2是靜電計(jì)的橫向剖面圖及外形示意圖,4個(gè)“”形電極(2個(gè)為一組)產(chǎn)生外電場(chǎng)。外加電壓固定,調(diào)節(jié)電極間的距離來(lái)改變電場(chǎng)的強(qiáng)弱和方向性的分布。石英絲固定在靜電計(jì)的中央,懸絲上有一橫的指示絲。用目鏡觀測(cè)石英絲中指示絲的偏轉(zhuǎn)情況。圖10.2FD-105K靜電計(jì)橫向剖面圖及外形示意圖1中央電極;2絕緣體;3水平絲;4指示絲;5形電極;6補(bǔ)償調(diào)節(jié)螺絲;7絕緣體;8顯微鏡;9外殼(3)操縱箱操縱箱

4、外面裝有波段開(kāi)關(guān),內(nèi)裝有電池組,供測(cè)量中使用。有1.5 V電池1節(jié),供調(diào)整電壓靈敏度時(shí)使用。45 V積層電池3塊,兩組“”形電極上各加45 V,外殼加電壓135 V。(4)抽氣泵抽氣設(shè)備常用真空泵,供抽空電離室和清洗電離室。還要備用雙鏈球,礦井下取樣常使用雙鏈球法,其抽氣設(shè)備就是手動(dòng)的橡皮球。電離室和靜電計(jì)及操縱箱連接起來(lái),組成測(cè)量系統(tǒng)。3.測(cè)量程序測(cè)量程序(1)調(diào)節(jié)好機(jī)械零點(diǎn)和電零點(diǎn)。(2)調(diào)節(jié)電壓靈敏度與標(biāo)定時(shí)相同。電壓靈敏度是石英絲對(duì)外殼有1 V電壓時(shí)石英絲偏轉(zhuǎn)的格數(shù)。電壓靈敏度在靜電計(jì)刻度后,每次進(jìn)行氡測(cè)量時(shí)都應(yīng)保持不變。 電壓靈敏度一般在(2030)格/V之間。(3)測(cè)電離室本底測(cè)量

5、充有清潔空氣(活性炭過(guò)濾)的電離室本底,測(cè)量時(shí)間應(yīng)保證石英絲在刻度上至少移動(dòng)3個(gè)格。(4)取樣測(cè)量將待測(cè)樣品產(chǎn)生的氡氣轉(zhuǎn)移至電離室內(nèi),或者用電離室直接取樣(真空法或循環(huán)法)待測(cè)氣體介質(zhì)。封閉3小時(shí)以后用靜電計(jì)測(cè)其電離電流,即靜電計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的偏轉(zhuǎn)格數(shù)。采用下式計(jì)算氡濃度: (10.1)式中,CRn為氡濃度,Bqm-3;K為刻度系數(shù),Bq/(格min-1);J為電離電流,格min-1;Jb為本底電離電流,格min-1;V為電離室體積,m3;Rn為氡衰變常數(shù),h-1;t為樣品封閉時(shí)間,h。(6)清洗電離室用過(guò)的電離室要立即清洗。方法是電離室前加活性炭管用真空泵抽氣,清洗時(shí)間不應(yīng)少于30 min。用

6、氮?dú)馇逑?效果更好。(5)計(jì)算氡濃度4.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià) 本方法的優(yōu)點(diǎn)是:方法可靠,已經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的考驗(yàn)。 缺點(diǎn)是:(1)靈敏度低,不能用于低水平測(cè)量;(2)笨重,電離室的體積大;(3)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng),從取樣到測(cè)量要經(jīng)過(guò)3個(gè)多小時(shí),不能馬上給出結(jié)果;(4)讀數(shù)方法原始,要用肉眼去觀測(cè)石英絲的偏轉(zhuǎn)速度。靜電計(jì)法測(cè)氡的范圍是41014104 Bqm-3,常用于氡濃度較高的場(chǎng)合,如井下氡濃度測(cè)量,一般不能用于環(huán)境測(cè)量。10.1.2閃爍室法閃爍室法閃爍室是利用射線與物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生發(fā)光效應(yīng)進(jìn)行測(cè)量的一種探測(cè)器。盧卡斯(H.F. Lucas)室是20世紀(jì)50年代推出的,用于測(cè)氡的一種主要探測(cè)器。鈾礦測(cè)氡的盧卡

7、斯室是由塑料或金屬制成的球形或圓筒形容器,其容積為100500 mL。筒內(nèi)壁涂有ZnS(Ag)的熒光粉。1.工作原理工作原理氡進(jìn)入閃爍室后,氡及其子體發(fā)射的粒子使閃爍室壁的ZnS(Ag)產(chǎn)生閃光,光電倍增管把這種光訊號(hào)變成電脈沖,經(jīng)過(guò)電子學(xué)線路把電脈沖放大,最后記錄下來(lái)。單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)(脈沖計(jì)數(shù)率)與氡濃度成正比,從而可確定氡濃度。2.主要設(shè)備及儀器主要設(shè)備及儀器(1)閃爍室圖10.3是與FD-125 Rn-Th分析儀配套使用的閃爍室示意圖。閃爍室內(nèi)有幾個(gè)隔室,壁上均涂覆ZnS(Ag),其體積為0.5 L,形狀為球形。(2)氡分析儀現(xiàn)在國(guó)內(nèi)通用的是FD-125型Rn-Th分析儀,是一種把光

8、信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖的裝置。配有固定閃爍室的圓盤、光電倍增管和前置放大器。圖10.3FD-125型閃爍室示意圖(3)計(jì)數(shù)裝置脈沖計(jì)數(shù)裝置常用FH-408型或FH-463型自動(dòng)定標(biāo)器,也可以用其他計(jì)數(shù)設(shè)備。圖10.4給出了FD-125型Rn-Th分析儀連接示意圖。(4)其他 如真空泵、活性炭管、干燥管等都是必備的。有條件的可配氮?dú)馄?以備清洗閃爍室時(shí)使用。圖10.4FD-125型Rn-Th分析儀連接示意圖 (2)閃爍室抽真空應(yīng)抽到1.333 2 kPa以下,每次使用都要抽到同樣的真空度。(3)取樣取樣程序因待測(cè)對(duì)象不同而不同。若是氣體介質(zhì),則可直接取樣,閃爍室前加干燥管。(4)等待封存好閃爍室,等待

9、3小時(shí)。(5)測(cè)量(1)測(cè)量閃爍室本底3.測(cè)量程序測(cè)量程序測(cè)量閃爍室內(nèi)氡樣品產(chǎn)生的脈沖計(jì)數(shù),測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)短要根據(jù)樣品活度大小和誤差要求而定。(6)計(jì)算用下式求氡濃度: (10.2)式中,CRn為樣品中氡濃度,Bqm-3;K為刻度系數(shù),Bqm-3/cpm;N為樣品計(jì)數(shù)率,cpm;nb為本底計(jì)數(shù)率,cpm;t為樣品的封存時(shí)間,h。(7)清洗用過(guò)的閃爍室要立即清洗,用氮?dú)馇逑葱Ч谩G逑春蟮拈W爍室要封好,下次再用。4.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)本方法的優(yōu)點(diǎn)是:操作簡(jiǎn)便,準(zhǔn)確度高。缺點(diǎn)是:(1)測(cè)量時(shí)間長(zhǎng),要3 h以上;(2)靈敏度還不夠高;(3)要求的設(shè)備較多,裝置笨重。本方法的靈敏度高于靜電計(jì)法,可達(dá)到37

10、 Bq/m3。常用于氡濃度較高的場(chǎng)合,如井下氡濃度測(cè)量,一般不能用于環(huán)境測(cè)量。原核工業(yè)第六研究所于20世紀(jì)80年代研制開(kāi)發(fā)了KF602C型便攜式氡和氡子體測(cè)量?jī)x,閃爍室體積較小,僅為200 ml,測(cè)量?jī)x集前置放大與定標(biāo)計(jì)數(shù),甚至還包括采樣泵于一體,非常適合于礦井下氡和氡子體的即時(shí)采樣測(cè)量。 此法由美國(guó)人創(chuàng)立,20世紀(jì)70年代在美國(guó)流行。1972年托馬斯(Thomas)對(duì)其進(jìn)行了理論推導(dǎo),使此方法更加理論化,達(dá)到了比較完善的地步。 10.1.3雙濾膜法雙濾膜法雙濾膜管的結(jié)構(gòu)如圖10.5所示。在一個(gè)取樣管(衰變室)兩端分別裝上濾膜,取樣時(shí)通過(guò)入口濾膜過(guò)濾空氣中的氡子體,使純氡以一定流速流過(guò)取樣管到

11、達(dá)出口濾膜。氡從入口濾膜到出口濾膜的運(yùn)行時(shí)間間隔內(nèi)產(chǎn)生的RaA,大部分被出口濾膜收集。測(cè)量出口濾膜的放射性計(jì)算得到氡濃度。1.工作原理工作原理 圖10.5雙濾膜管結(jié)構(gòu)示意圖2.主要設(shè)備與儀器主要設(shè)備與儀器(1)雙濾膜管;(2)輻射探測(cè)儀;(3)抽氣泵;(4)轉(zhuǎn)子流量計(jì)。目前國(guó)內(nèi)常用的雙濾膜測(cè)量?jī)x器為北京綜合儀器廠生產(chǎn)的FT-626型環(huán)境Rn-Th儀,雙濾膜管的體積為38.2 L,入口濾膜直徑為12 cm,出口濾膜直徑為6 cm,采用ZnS光電倍增管計(jì)數(shù)系統(tǒng)。配有采樣泵,取樣流率為120 L/min,取樣時(shí)間為1小時(shí),測(cè)量時(shí)間1小時(shí)。圖10.6給出了FT-626型環(huán)境Rn-Th儀的示意圖。圖10

12、.6FT-626型環(huán)境Rn-Th儀示意圖(1)裝好入口和出口濾膜;(2)以流速Q(mào)取樣t分鐘;(對(duì)FT-626,Q=120 L/min,t=1小時(shí));(3)取樣結(jié)束后取下出口濾膜卡,將其裝到計(jì)數(shù)系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量時(shí)間為T1T2;(4)用下式計(jì)算氡濃度: (10.3)3.測(cè)量程序測(cè)量程序式中,CRn為氡濃度,Bqm-3;N為出口濾膜的積分計(jì)數(shù);Nb為本底計(jì)數(shù);V為雙濾膜管的容積,L;E為計(jì)數(shù)效率;Ft為濾膜包括自吸收修正的過(guò)濾效率;Z為與t,T1T2有關(guān)的參數(shù);Ff為新生子體到達(dá)出口濾膜的份額。要最終計(jì)算出氡濃度,必須知道t,T1,T2,Ff,Ft,Z等各個(gè)參數(shù)。表10.1給出了對(duì)應(yīng)于不同的取樣

13、時(shí)間t和計(jì)數(shù)時(shí)間間隔(T1T2)的Z值表。氡在飛越雙濾膜管的過(guò)程中產(chǎn)生出新子體,由于擴(kuò)散作用,其中的一部分便沉積于管的內(nèi)壁上,能夠到達(dá)出口濾膜的只是新生子體產(chǎn)物的一部分,其份額用Ff表示。Ff與有關(guān),即: (10.4)式中,D為新生子體的擴(kuò)散系數(shù),cm2/s;L為雙濾膜管長(zhǎng)度,cm;q為采樣流率,cm3/s。決定Ff值的另一個(gè)因素是氣體在雙濾膜管內(nèi)的速度廓線。坦恩推導(dǎo)出在三種速度廓線下的不同的所對(duì)應(yīng)的Ff值。本方法所采用的是拋物線廓線下的Ff值,其值列于表10.2。4.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)本方法的優(yōu)點(diǎn):(1)排除了氡子體的干擾,提高了測(cè)量準(zhǔn)確度;(2)操作簡(jiǎn)便,時(shí)間可長(zhǎng)可短;(3)探測(cè)下限比電離室

14、法和閃爍室法高,可用于環(huán)境測(cè)量;缺點(diǎn):體積笨重,裝置較大。 氣球法是我國(guó)科技人員建立的測(cè)氡方法,1974年由清華大學(xué)提出。由于這種方法具有簡(jiǎn)便、迅速、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn),在礦山和環(huán)境的氡 測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用。1.工作原理工作原理氣球法的工作原理與雙濾膜法相似,不同之處是將雙濾膜管換成了氣球,入口和出口為同一通路。原理裝置如圖10.7所示。取樣時(shí)以固定流量向氣球充氣,入口濾膜濾掉空氣中的氡子體,充氣時(shí)間固定;充氣結(jié)束后等待數(shù)分鐘,將氣球內(nèi)的空氣以固定流量排出。 10.1.4氣球法氣球法圖10.7氣球法裝置示意圖氣球內(nèi)新生氡子體被出口濾膜收集。由于被收集的氡子體與氡濃度存在正比關(guān)系,測(cè)量濾膜上的放

15、射性就可以計(jì)算得到氡濃度。氣球法同時(shí)也可以測(cè)量氡子體潛能。由于入口濾膜收集的是空氣中的氡子體,因此測(cè)量入口濾膜的放射性可以計(jì)算得到氡子體潛能濃度。常用的為乳膠球,其體積根據(jù)需要而定。一般體積在10103 L之間,礦山井下常用氣球體積為2025 L,環(huán)境測(cè)量用較大的氣球。(2)計(jì)數(shù)設(shè)備能將取樣頭固定在探頭上進(jìn)行測(cè)量?,F(xiàn)在多用的是FJ-13型輻射探測(cè)儀或采用KF-602系列氡和氡子體測(cè)量?jī)x。(3)采樣泵及流量計(jì)量程為1050 L/min,現(xiàn)在礦山多用DK-60型取樣泵或SY-70型微塵取樣儀,流量計(jì)常用葉輪流量計(jì)。(1)氣球及所附套環(huán)和橡皮塞2.主要設(shè)備和儀器主要設(shè)備和儀器(4)秒表(5)濾膜取樣

16、頭。(6)子體過(guò)濾器。(7)合成纖維濾膜1號(hào)(過(guò)氯乙烯樹(shù)脂纖維)。3.測(cè)量程序測(cè)量程序圖10.8給出了氣球法測(cè)量氡和氡子體時(shí)通常的時(shí)間流程圖。圖10.8氣球法測(cè)量時(shí)間流程圖對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象(如井下或環(huán)境中),測(cè)量的具體時(shí)間段有所不同,一般程序簡(jiǎn)述如下:(1)在0至t1時(shí)間段內(nèi)以流量q1往氣球內(nèi)充氣;(2)在t2t3時(shí)間間隔內(nèi)以流量q2排氣;(3)在T1T2時(shí)間段內(nèi)對(duì)入口濾膜進(jìn)行計(jì)數(shù),其積分計(jì)數(shù)記為NE;(4)在T3T4時(shí)間段內(nèi)對(duì)出口濾膜進(jìn)行計(jì)數(shù),其積分計(jì)數(shù)記為NR;(5)用下式計(jì)算氡子體潛能濃度: (10.5)式中,Cp為子體潛能濃度,Jm-3;KE為刻度常數(shù),Jm-3/計(jì)數(shù);q1為充氣流速,

17、Lmin-1;NE為測(cè)子體濾膜的計(jì)數(shù),cpm;為計(jì)數(shù)效率;Ef為濾膜的過(guò)濾效率;Ea為濾膜的自吸收因子。(6) 用下式計(jì)算氡濃度: (10.6)式中,CR為氡濃度,Bqm-3;KR為刻度常數(shù),Bqm-3/計(jì)數(shù);Nb為本底計(jì)數(shù),cpm。4.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)氣球法測(cè)量氡和氡子體濃度是一種較為簡(jiǎn)單實(shí)用的方法。所需裝置較少,攜帶方便;特別是對(duì)于井下測(cè)量而言,方法的靈敏度和準(zhǔn)確性都已夠用(方法靈敏度約為37 Bq/m3)。但由于影響因素較多,因此使用中應(yīng)注意下述事項(xiàng):(1)條件的一致性必須保持標(biāo)定和具體使用時(shí)條件的一致性,如氣球體積、采用濾膜、計(jì)數(shù)設(shè)備和時(shí)間坐標(biāo)等不能改變。其中任何一項(xiàng)改變,都必須重新標(biāo)

18、定刻度系數(shù)。(2)過(guò)濾要完全保證純氡進(jìn)入氣球,入口濾膜必須有足夠高的清除氡子體的能力,過(guò)濾效率應(yīng)在99%以上。(3)保持球內(nèi)清潔 對(duì)于新球要洗出里面的滑石粉,用過(guò)的球也要經(jīng)常清洗,以保持清潔。(4)縮短氣體通路無(wú)論在充氣或者排氣時(shí),都要盡量縮短氣體的通路,要去掉氣球的頸部,排氣時(shí)始終保持氣球?yàn)榍蛐螤顟B(tài)。(5)防止過(guò)排氣排氣稍過(guò)頭,氣球就會(huì)被吸附在濾膜上,而使此樣品報(bào)廢。排氣時(shí)一定要精力集中,及時(shí)關(guān)閉抽氣泵。(6)定期刻度嚴(yán)格按儀器檢定周期刻度,當(dāng)測(cè)量條件變更時(shí)要及時(shí)刻度。(7)采樣泵的選擇由于加的濾膜層數(shù)較多,阻力較大,如果采樣泵的負(fù)荷特性不好,會(huì)使流量計(jì)前面形成負(fù)壓,導(dǎo)致實(shí)際流速低于流量計(jì)的

19、指示值,而使氣球體積不足,因而要選擇負(fù)荷特性好的采樣泵。5.濕度影響濕度影響相對(duì)而言,濕度是影響氣球法測(cè)量準(zhǔn)確性的最大因素。當(dāng)空氣樣品的相對(duì)濕度小于90%時(shí),刻度系數(shù)有顯著變化。為消除此影響,必須在不同相對(duì)濕度下刻度,求出濕度修正因子。 活性炭測(cè)氡也是一種非常經(jīng)典的氡測(cè)量方法。常用的有活性炭盒法,改進(jìn)的活性炭盒法,活性炭濾紙法,活性炭濃縮測(cè)氡法,等等。從礦山實(shí)用角度出發(fā),這里僅介紹活性炭濃縮測(cè)氡方法。10.1.5活性炭濃縮測(cè)氡法活性炭濃縮測(cè)氡法此法是對(duì)經(jīng)典的靜電計(jì)法的一種補(bǔ)充。利用活性炭對(duì)氡有常溫吸附、高溫釋放的特性,把大體積空氣中的氡濃集起來(lái),然后加熱解析并轉(zhuǎn)移至電離室中。封閉3 h后,用靜

20、電計(jì)測(cè)量電離電流,求出氡濃度,或用閃爍法測(cè)出氡濃度。此法可把測(cè)量靈敏度提高到3 Bq/m3,過(guò)去曾長(zhǎng)期用來(lái)測(cè)環(huán)境中的氡。在流氣速度為12 L/min情況下,活性炭吸附氡的效率可達(dá)90%以上。1.工作原理工作原理2.主要設(shè)備和儀器主要設(shè)備和儀器(1)抽氣泵包括真空泵和現(xiàn)場(chǎng)取樣用的輕便抽氣泵。(2)流量計(jì)用來(lái)測(cè)量取樣流速,用玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)為宜。(3)氯化鈣干燥管(4)活性炭管所用的活性炭粒徑2040目較為理想。(5)解吸電爐配備調(diào)壓變壓器,能調(diào)節(jié)電爐的升溫速度。(6)500 以上高溫溫度計(jì)(7)其他如靜電計(jì)、電離室或閃爍室、定標(biāo)器等也是必備的。3.測(cè)量程序測(cè)量程序靜電計(jì)法或閃爍法測(cè)氡的測(cè)量程序前面

21、已作了介紹,這里著重講解活性炭吸附和解吸的操作過(guò)程。(1)吸附按圖10.9把干燥管、活性炭吸附管、流量計(jì)和抽氣泵連接起來(lái),流氣速度q(L/min)抽氣t(h)時(shí)間,然后將活性炭管封閉起來(lái)。流速和抽氣時(shí)間可根據(jù)情況確定。圖10.9吸附裝置示意圖(2)解析電離室或閃爍室抽成真空。按圖10.10所示將干燥管、活性炭吸附管(置于加熱電爐內(nèi))、電離室或閃爍室等連接好。擰緊螺旋夾2,緩慢地打開(kāi)螺旋夾3和4,接通電源,調(diào)節(jié)變壓器使解吸爐內(nèi)溫度在15 min內(nèi)升到350 。此時(shí)緩緩地打開(kāi)螺旋夾2和1,控制進(jìn)氣速度100120個(gè)氣泡/min。進(jìn)氣15 min后加大進(jìn)氣速度,直到擴(kuò)散器內(nèi)不冒泡為止。然后將電離室或

22、閃爍室封閉3 h。圖10.10解析裝置示意圖1,2,3,4,5螺旋夾;6CaCl2干燥器;7溫度計(jì);8加熱電爐;9干燥管為了濾去空氣中的氡,解吸時(shí)可在擴(kuò)散器前再加一個(gè)活性炭管, 或者用氮?dú)庾鬏d體。(3)用靜電計(jì)測(cè)量電離室的電離電流(測(cè)量方法同10.1.1)。(4)用下式計(jì)算氡濃度: (10.7)式中,CRn為氡濃度,Bq/m3;K為刻度系數(shù),Bq/(格min);J為電離電流,格min-1;Jb為本底電離電流,格min-1;q為抽氣流速,m3s-1;t為抽氣時(shí)間,s-1;c為活性炭吸附效率。4.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)活性炭濃縮法是最早用于環(huán)境中氡測(cè)量的,靈敏度可達(dá)到3.7Bq/m3。其缺點(diǎn)是,測(cè)量所需

23、時(shí)間較長(zhǎng),設(shè)備復(fù)雜,測(cè)量誤差相對(duì)較大。 10.1.6RAD7電子氡氣檢測(cè)儀電子氡氣檢測(cè)儀RAD7電子氡氣檢測(cè)儀是美國(guó)DURRIDGE公司的產(chǎn)品,自進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)伊始,就憑借其操作簡(jiǎn)單,功能強(qiáng)大,性能穩(wěn)定,測(cè)量準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn),盡管價(jià)格相對(duì)昂貴,但仍然受到很多氡測(cè)量用戶的歡迎,核工業(yè)鈾礦冶系統(tǒng)也有很多企業(yè)新購(gòu)了這款儀器。根據(jù)核工業(yè)鈾礦冶系統(tǒng)應(yīng)用情況,本教材側(cè)重介紹該儀器的原理、功能、儀器操作方法和典型使用舉例。 圖10.11RAD7電子氡氣檢測(cè)原理工作方式1.測(cè)量原理測(cè)量原理RAD7的工作方式見(jiàn)圖10.11。采樣泵以一定流率將空氣經(jīng)干燥管、濾膜過(guò)濾器、測(cè)量室氣路引入到測(cè)量室,空氣經(jīng)過(guò)干燥器和濾膜后,氡(

24、釷射氣)子體、水蒸氣、灰塵等被過(guò)濾,只有干燥的含氡(釷射氣)空氣進(jìn)入測(cè)量室。測(cè)量室的探測(cè)器位置有一個(gè)負(fù)高壓,測(cè)量室壁為正高壓,壓差在2 000 V以上,在這里,純氡(釷射氣)衰變的氡(釷射氣)子體由于帶正電,被測(cè)量室壁正高壓推向探測(cè)器位置,它們衰變產(chǎn)生的粒子被探測(cè)器探測(cè)到。由于不同核素衰變產(chǎn)生的粒子具有不同能量,它們?cè)谔綔y(cè)器中產(chǎn)生的電信號(hào)幅度也就不同,在探測(cè)器后續(xù)電路中,將這些不同幅度的電信號(hào)分成若干個(gè)部分,稱之為感興趣區(qū)(ROI),這些感興趣區(qū)電信號(hào)計(jì)數(shù)的多少,就對(duì)應(yīng)了相應(yīng)核素的多少,根據(jù)放射性衰變方程、測(cè)量時(shí)間等參數(shù),就可以計(jì)算出氡(釷射氣)氣濃度。 通過(guò)一定取樣方法,對(duì)應(yīng)不同介質(zhì)析出的氡

25、,就可以測(cè)量不同介質(zhì)的氡析出率。2.功能功能對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行合適的設(shè)置,以及通過(guò)建立一定取樣方法,RAD7可以具有如下功能:(1)氡的快速測(cè)量;(2)氡的連續(xù)測(cè)量;(3)土壤氡測(cè)量;(4)水中氡測(cè)量;(5)氡析出率測(cè)量。氡的快速測(cè)量誤差相對(duì)連續(xù)測(cè)量要大得多,其用途在于迅速了解某處氡濃度的大致水平。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)測(cè)量結(jié)果遠(yuǎn)低于需要重視的水平時(shí),就可以不用理會(huì)此處了,這是因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果誤差雖大,但也不至于達(dá)到很高水平,但當(dāng)測(cè)量結(jié)果在需要重視的水平附近時(shí),這時(shí)就需要采用連續(xù)測(cè)量模式以準(zhǔn)確確定該處氡濃度,以決定是否需要采取措施。 氡的連續(xù)測(cè)量模式不僅可以了解某處氡濃度隨時(shí)間的變化,也可以通過(guò)計(jì)算平均值較準(zhǔn)確

26、地確定該處氡濃度。3.儀器操作儀器操作儀器使用說(shuō)明書(shū)給出了詳盡的儀器使用說(shuō)明,但實(shí)際上儀器操作本身還是很簡(jiǎn)單的。如果了解了儀器鍵盤上幾個(gè)鍵的作用,認(rèn)識(shí)顯示屏上有限的幾個(gè)英語(yǔ)單詞(或縮寫的英文單詞),就可以自如地進(jìn)行各項(xiàng)工作了,如參數(shù)設(shè)置、測(cè)量開(kāi)始結(jié)束、數(shù)據(jù)處理等。常用鍵說(shuō)明:menu:功能鍵,按下此鍵進(jìn)入儀器操作狀態(tài);enter:確認(rèn)鍵,按下此鍵進(jìn)入顯示屏上顯示操作;和鍵:尋找鍵,按兩鍵用于前后翻找儀器的功能。一點(diǎn)說(shuō)明:RAD7的功能是分級(jí)的,即某功能下還有子功能,以“數(shù)據(jù)(data)”功能為例,data下有read,save,print等子功能。舉例:要讀取第5個(gè)取樣點(diǎn)的數(shù)據(jù)。(1)menu

27、,顯示“test”;(2)鍵直至顯示“data ”;(3)enter;(4)鍵直至顯示“data ”;(5)enter;(6)鍵直至顯示“05”;(7)enter;(8)鍵即可逐個(gè)瀏覽第5個(gè)取樣點(diǎn)的所有數(shù)據(jù)了。儀器中常用英語(yǔ)單詞含義:test:測(cè)量;status:狀態(tài);start:開(kāi)始測(cè)量;stop:暫停測(cè)量(注意!start后又會(huì)繼續(xù)下去,采樣編號(hào)不變!);save:停止當(dāng)前測(cè)量并存儲(chǔ)數(shù)據(jù);clear:停止當(dāng)前測(cè)量并清理數(shù)據(jù);purge:清洗測(cè)量室;data:數(shù)據(jù);read:閱讀數(shù)據(jù);print:打印數(shù)據(jù);com:傳送數(shù)據(jù)到計(jì)算機(jī)中;free:剩余的數(shù)據(jù)空間;delete:刪除選中的某個(gè)采樣

28、點(diǎn)中的全部數(shù)據(jù);renumber:將儀器中的采樣點(diǎn)自動(dòng)重新編號(hào);erase:清除儀器中所有采樣點(diǎn)的所有數(shù)據(jù);setup:儀器設(shè)置;protocol:程序(sniff,1-day,2-day,);cycle:樣品的測(cè)量周期;recycle:測(cè)量周期數(shù)量;mode:方式;thoron:釷射氣開(kāi)關(guān),一般選擇;pump:泵工作模式(auto自動(dòng)開(kāi)5分鐘關(guān)5分鐘;on一直開(kāi);gra每周期開(kāi)始開(kāi)5分鐘;off一直不開(kāi));units:量綱單位;savuser:用戶自定義程序,設(shè)置后需存儲(chǔ)方可今后調(diào)用;protocol user:調(diào)用用戶自定義程序。4.使用舉例使用舉例(1)設(shè)置自定義程序要求:cycle=1

29、0,recycle=2,mode=sniff,thoron=off,pump=grab。menu,直至setup, 直至cycle,enter直至10,enter(返回至set-up);直至recycle,enter直至02,enter(返回至setup);直至mode,enter直至sniff,enter(返回至setup);直至thoron,enter直至off,enter(返回至setup);直至pump,enter直至grab,enter(返回至setup);直至savuser,enter直至yes,enter(返回至setup)。(2)運(yùn)行自定義程序 menu,直至setup,直至p

30、rotocol,enter直至1-day,enter;直至test,直至start,enter;GOOD NIGHT!HIT MENU TO RESUME。5.一些建議一些建議鈾礦冶輻射監(jiān)測(cè)的常見(jiàn)工作為井下工作場(chǎng)所氡濃度監(jiān)測(cè)和環(huán)境氡濃度監(jiān)測(cè),本教材建議:(1)在井下測(cè)量時(shí),由于井下工作場(chǎng)所氡濃度變化很大,主巷與采場(chǎng)的氡濃度經(jīng)常相差幾十倍以上。建議采用本節(jié)例1所自定義的模式protocol:user;cycle:00:10;recycle:02;mode:sniff;pump:grab。并且,第1個(gè)測(cè)量結(jié)果舍棄。(2)在地表進(jìn)行環(huán)境氡濃度監(jiān)測(cè)時(shí),建議采用1天或以上的默認(rèn)模式,每取樣點(diǎn)測(cè)量3小時(shí)以

31、上。(3)在氡室刻度時(shí),對(duì)上述兩種測(cè)量方法均需進(jìn)行刻度,不同測(cè)量方法對(duì)應(yīng)不同刻度系數(shù)。(4)當(dāng)日工作結(jié)束后,按測(cè)量方式連接好干燥器、濾膜、RAD7,在室外抽氣10 min。 如前所述,這里所說(shuō)的氡子體是指氡的短壽命子體。氡子體是固體,在空氣中以氣溶膠方式存在,通常的采樣、測(cè)量方法為:通過(guò)濾膜收集空氣中的氡子體,然后測(cè)量濾膜上的放射性計(jì)數(shù),從而計(jì)算得到空氣中的氡子體濃度。濾膜上氡子體放射性產(chǎn)生和衰變的過(guò)程可以由放射性衰變基本方程貝特曼方程描述并求解。主要側(cè)重描述儀器和測(cè)量方法。 10.2氡子體測(cè)量氡子體測(cè)量氡子體測(cè)量基于以下假設(shè)或基礎(chǔ):(1)取樣過(guò)程中空氣中各氡子體的濃度不變;(2)取樣過(guò)程中取

32、樣流速不變;(3)濾膜對(duì)各種氡子體均有相同的過(guò)濾效率和自吸收;(4)采用氡及其子體的簡(jiǎn)化衰變鏈。10.2.1庫(kù)斯尼茲法庫(kù)斯尼茲法庫(kù)斯尼茲(Kusnetz)法是最早出現(xiàn)的氡子體潛能測(cè)量方法,由美國(guó)人庫(kù)斯尼茲創(chuàng)立。方法的基本原理是:以一定流速采取空氣樣品5 min,等待4090 min,然后測(cè)量濾膜上的放射性,通過(guò)公式計(jì)算得到氡子體潛能濃度。(1)輻射測(cè)量?jī)x井下測(cè)量常采用KF-602型氡和氡子體測(cè)量?jī)x,FJ-13型輻射儀等。 (2)采樣泵井下測(cè)量常采用DK-60型或SY-70型采樣泵。(3)流量計(jì)葉輪流量計(jì)或玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)。1.主要設(shè)備和儀器主要設(shè)備和儀器(4)其他濾膜,濾膜取樣頭,橡膠管,秒表等

33、。2.測(cè)量程序測(cè)量程序(1)按圖10.12連接好測(cè)量裝置;(2)將濾膜裝到濾膜取樣頭上;(3)啟動(dòng)采樣泵,開(kāi)始秒表計(jì)時(shí);(4)調(diào)節(jié)采樣泵流速至給定流量;圖10.12氡子體測(cè)量裝置及連接示意圖(5)5 min后停止采樣泵的采樣;(6)將濾膜取樣頭裝到輻射測(cè)量?jī)x上;(7)在取樣結(jié)束后的4090 min時(shí)間段內(nèi)測(cè)量T時(shí)間;(8)按下式計(jì)算氡子體潛能濃度: (10.8)式中,Cp為氡子體潛能濃度,J/m3;N為樣品的計(jì)數(shù);q為取樣流率,L/min;為輻射測(cè)量?jī)x的探測(cè)效率;為濾膜的過(guò)濾效率;為濾膜的自吸收因子;T為測(cè)量計(jì)數(shù)時(shí)間,min;F為與T(即從取樣結(jié)束到測(cè)量時(shí)間中點(diǎn)之間的時(shí)間間隔,min)有關(guān)的因

34、子,計(jì)算公式為:F=240-2T (40T70)F=195-1.5T (70T90)如果固定取樣時(shí)間為5 min,測(cè)量取樣結(jié)束后的5659分鐘的計(jì)數(shù),則式10.8可表示為: (10.9)庫(kù)斯尼茲法是一種經(jīng)典的,同時(shí)也是被廣泛采用的氡子體潛能濃度測(cè)量方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是:受氡子體間平衡比關(guān)系影響較小,因而計(jì)算出來(lái)的氡子體潛能濃度誤差相對(duì)較小;裝置、操作、公式以及計(jì)算都比較簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是:測(cè)量時(shí)間相對(duì)其他氡子體潛能測(cè)量方法較長(zhǎng)。3.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)10.2.2馬爾科夫法馬爾科夫法馬爾科夫(Markov)法是氡子體潛能快速測(cè)量方法,由前蘇聯(lián)人馬爾科夫等創(chuàng)立。這種方法常用于井下氡子體潛能濃度測(cè)量。1.

35、主要設(shè)備和儀器主要設(shè)備和儀器同10.2.1節(jié)主要設(shè)備和儀器。2.測(cè)量程序測(cè)量程序(1)按圖10.12連接好測(cè)量裝置;(2)將濾膜裝到濾膜取樣頭上;(3)啟動(dòng)采樣泵,開(kāi)始秒表計(jì)時(shí);(4)調(diào)節(jié)采樣泵流速至給定流量;(5)5 min后停止采樣泵的采樣;(6)將濾膜取樣頭裝到輻射測(cè)量?jī)x上;(7)測(cè)量取樣結(jié)束后的第710分鐘的樣品計(jì)數(shù);(8)按下式計(jì)算氡子體潛能濃度: (10.10)式中,Cp為氡子體潛能濃度,J/m3;N(710)為樣品的計(jì)數(shù);其余符號(hào)同10.2.1節(jié)。馬爾科夫法是氡子體潛能濃度的快速測(cè)量方法。這種方法操作簡(jiǎn)單,測(cè)量時(shí)間較少,測(cè)量的準(zhǔn)確度滿足輻射防護(hù)的要求。缺點(diǎn)是由于測(cè)量時(shí)間較短,計(jì)算

36、結(jié)果受氡子體間平衡關(guān)系漲落變化影響,導(dǎo)致結(jié)果誤差相對(duì)較大。根據(jù)計(jì)算,在氡子體間平衡比變化較大時(shí),方法誤差即達(dá)10%。 3.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)10.2.3三段法三段法三段法又稱托馬斯(Tomas)三段法,或改進(jìn)的齊沃格勞(Tsivoglou)法。這種方法是氡子體濃度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法,可以分別測(cè)量出三個(gè)氡子體單獨(dú)的濃度,并進(jìn)而求出氡子體潛能濃度。1.主要設(shè)備和儀器主要設(shè)備和儀器同10.2.1節(jié)的主要設(shè)備和儀器。2.測(cè)量程序測(cè)量程序(1)按圖10.12連接好測(cè)量裝置;(2)將濾膜裝到濾膜取樣頭上;(3)啟動(dòng)采樣泵,開(kāi)始秒表計(jì)時(shí);(4)調(diào)節(jié)采樣泵流速至給定流量;(5)5 min后停止采樣泵的采樣;(6)將

37、濾膜取樣頭裝到輻射測(cè)量?jī)x上;(7)測(cè)量取樣結(jié)束后的第25分鐘、第610分鐘的樣品計(jì)數(shù)、第2130分鐘的樣品計(jì)數(shù);(8)按下式計(jì)算單個(gè)的氡子體濃度以及氡子體潛能濃度值:(10.11)式中,CA,CB,CC分別為氡子體RaA,RaB,RaC的濃度,Bq/m3;Cp為氡子體潛能濃度,J/m3;N(25),N(620),N(2130)為樣品的計(jì)數(shù);其余符號(hào)同10.2.1節(jié)。托馬斯三段法是最常用的氡子體濃度及氡子體潛能濃度測(cè)量方法。這種方法所采用的裝置簡(jiǎn)單,能夠測(cè)量出單個(gè)的氡子體濃度,由此計(jì)算出的氡子體潛能濃度由于不受氡子體間平衡比的影響,因而準(zhǔn)確度較高。不方便之處是在測(cè)量期間稍不留神就會(huì)錯(cuò)過(guò)三個(gè)測(cè)量段

38、的準(zhǔn)確啟停時(shí)間,因而測(cè)量期間一定要集中精力注意時(shí)間,注意三個(gè)測(cè)量段的準(zhǔn)時(shí)啟停。 3.方法評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)礦山的主要輻射危害來(lái)自氡所產(chǎn)生的氡子體的內(nèi)照射,鈾礦山還存在其他輻射危害,如X,外照射,表面污染等,本節(jié)將介紹X,外照射、表面污染、空氣中長(zhǎng)壽命氣溶膠的測(cè)量方法。 10.3其他輻射測(cè)量方法其他輻射測(cè)量方法 只有當(dāng)?shù)V石的鈾品位超過(guò)0.3%0.5%時(shí),進(jìn)行外照射測(cè)量才是合理的。當(dāng)?shù)V石的鈾品位為0.1%左右時(shí),外照射年劑量占總劑量的10%左右。 10.3.1X,外照射的監(jiān)測(cè)外照射的監(jiān)測(cè)X,射線外照射的監(jiān)測(cè)通常是使用便攜式照射量率儀或巡測(cè)儀測(cè)量,用于描述X和輻射場(chǎng)的物理量照射量(率)。常用的巡測(cè)儀有電離

39、室、閃爍計(jì)數(shù)器、GM計(jì)數(shù)管和正比計(jì)數(shù)器等不同類型的測(cè)量?jī)x,它們各有不同的特點(diǎn)、性能和應(yīng)用范圍。鈾礦監(jiān)測(cè)外照射一般采用國(guó)產(chǎn)FJ-302BG型和FJ-200G型劑量率儀直接進(jìn)行測(cè)量。(1)及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染狀況,以決定是否采取去污或其他防護(hù)措施,使表面污染水平控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi);(2)及時(shí)發(fā)現(xiàn)包裝容器失效和違反安全操作程序事件的發(fā)生;(3)為制定個(gè)人和場(chǎng)所監(jiān)測(cè)計(jì)劃,制定合理的操作程序提供依據(jù)。國(guó)產(chǎn)的表面污染監(jiān)測(cè)儀有FJ-355D型,FJ-2201型和FJ-2203型等。工作場(chǎng)所表面污染監(jiān)測(cè)的主要目的是:10.3.2表面污染的監(jiān)測(cè)表面污染的監(jiān)測(cè) 表面污染的測(cè)量,一種方法是直接監(jiān)測(cè)法,另一種是間接監(jiān)

40、測(cè)法。直接監(jiān)測(cè)法用得較多,下面將對(duì)其進(jìn)行介紹。 表面污染的直接測(cè)量常采用表面污染儀,這種表面污染儀的探頭采用硫化鋅-光電倍增管組成,硫化鋅探頭的面積約為 50 cm2。使用方法非常簡(jiǎn)單,將探頭置于被測(cè)表面,測(cè)量一定時(shí)間,根據(jù)測(cè)量計(jì)數(shù)除以測(cè)量時(shí)間(s)和探頭面積(cm2)就可以得到表面污染數(shù)值,單位是Bq/cm2。雖然表面污染的直接測(cè)量法操作和計(jì)算都非常簡(jiǎn)單,但對(duì)于鈾礦山和水冶廠,這種方法的應(yīng)用是有限制的。其原因有:被污染表面的粉塵會(huì)導(dǎo)致粒子很強(qiáng)的自吸收;在鈾礦山井下,高濃度的氡子體濃度會(huì)造成儀器探頭表面的沾污,從而造成測(cè)量假計(jì)數(shù)?;谏鲜鲈?直接測(cè)量法一般用于確定被測(cè)表面是否被污染,并確定是

41、否需要采取去污措施。 空氣中長(zhǎng)壽命氣溶膠濃度的監(jiān)測(cè)方法和原理都比較簡(jiǎn)單,用采樣泵通過(guò)濾膜采集空氣樣,數(shù)十小時(shí)后測(cè)量濾膜上的放射性,通過(guò)公式就可計(jì)算得到空氣中長(zhǎng)壽命氣溶膠的濃度。1.主要設(shè)備和儀器主要設(shè)備和儀器(1)大流率采樣泵;(2)低本底測(cè)量裝置;(3)流量計(jì);(4)濾膜取樣頭及相應(yīng)濾膜;10.3.3空氣中長(zhǎng)壽命空氣中長(zhǎng)壽命氣溶膠的監(jiān)測(cè)氣溶膠的監(jiān)測(cè)(5)秒表。2.測(cè)量程序測(cè)量程序(1)將濾膜裝到取樣頭上,連接好濾膜取樣頭流量計(jì)采樣泵;(2)打開(kāi)采樣泵,開(kāi)始秒表計(jì)時(shí),調(diào)節(jié)采樣泵到給定流量q(L/min);(3)采樣t時(shí)間(min),停泵;(4)等待數(shù)十小時(shí),以使氡的短壽命子體完全衰變掉;(5)

42、將已取樣的濾膜裝到低本底測(cè)量裝置上,測(cè)量T時(shí)間(min);(6)按下述公式計(jì)算長(zhǎng)壽命氣溶膠濃度C: (10.12)式中,N為對(duì)濾膜樣品測(cè)得的計(jì)數(shù);t為采樣時(shí)間,min;T為測(cè)量時(shí)間,min;q為采樣泵給定流量,L/min;其余符號(hào)同10.2.1節(jié)。 個(gè)人(劑量)監(jiān)測(cè):利用工作人員個(gè)人佩戴的個(gè)人劑量計(jì)進(jìn)行的測(cè)量,或?qū)ζ潴w內(nèi)及排泄物中的放射性核素的種類和活度進(jìn)行的測(cè)量。中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB188712002電離輻射與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)6.6.2.2,對(duì)于任何在控制區(qū)工作的工作人員,或有時(shí)進(jìn)入控制區(qū)工作并可能受到顯著職業(yè)照射的工作人員,或其職業(yè)照射劑量可能大于5 mSv/a的工作人員,均應(yīng)進(jìn)行

43、個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。 10.4個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)應(yīng)對(duì)任何工作人員(成人)的職業(yè)照射水平進(jìn)行控制,使之不超過(guò)下述限值:(1)連續(xù)5年內(nèi)的年平均有效劑量20 mSv/a;(2)任何一年中的有效劑量 50 mSv。 鈾礦山井下工作環(huán)境惡劣,巷道和采場(chǎng)縱橫,地質(zhì)條件復(fù)雜,周邊圍巖和礦石放射性高,并且不易排放或屏蔽,這造成了鈾礦山從業(yè)人員的職業(yè)照射劑量遠(yuǎn)高于后處理從業(yè)人員,尤其是井下作業(yè)人員的年個(gè)人劑量經(jīng)常達(dá)到十幾個(gè)mSv,甚至超過(guò)個(gè)人劑量年限值20 mSv/a。長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)鈾礦工人的個(gè)人劑量是通過(guò)工作場(chǎng)所的區(qū)域監(jiān)測(cè)結(jié)果,以及工人在工作場(chǎng)所的年工作時(shí)間來(lái)估算得到的。由于不同工種接觸放射性的差異很大,不

44、同作業(yè)場(chǎng)所放射性強(qiáng)度的差異很大,因而這種方法在估算個(gè)體的劑量時(shí)有可能出現(xiàn)很大的誤差。根據(jù)20世紀(jì)90年代初對(duì)郴州某鈾礦的調(diào)查,由區(qū)域監(jiān)測(cè)估算的井下主要工種個(gè)人年劑量與個(gè)人劑量計(jì)直接監(jiān)測(cè)的個(gè)人劑量相差最大達(dá)到500%以上。由上所述,必須在鈾礦山進(jìn)行個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。對(duì)鈾礦工人而言,他們受到的最大輻射危害來(lái)自于氡所產(chǎn)生的氡子體的內(nèi)照射,達(dá)到個(gè)人總劑量的80%以上,其次是來(lái)自于周邊礦石所產(chǎn)生的外照射,有可能達(dá)到個(gè)人總劑量的10%以上。因此,鈾礦工人的個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)就是對(duì)他們所受到的氡子體內(nèi)照射和外照射個(gè)人劑量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。1998年以來(lái),遼寧某鈾礦率先在國(guó)內(nèi)開(kāi)展了工人個(gè)人劑量的個(gè)人劑量計(jì)監(jiān)測(cè),至今仍在進(jìn)行。2

45、0022003年,核工業(yè)金原鈾業(yè)公司在所屬中核撫州金安鈾業(yè)有限責(zé)任公司、中核韶關(guān)錦原鈾業(yè)有限責(zé)任公司、中核北方鈾業(yè)有限責(zé)任公司、中核西安藍(lán)天鈾業(yè)有限責(zé)任公司開(kāi)展個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)試點(diǎn)工作,為在全系統(tǒng)全面開(kāi)展個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)取得經(jīng)驗(yàn),做好準(zhǔn)備。2004年,金原鈾業(yè)公司成立“金原鈾業(yè)公司鈾礦冶個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)中心”,下發(fā)了鈾礦冶從業(yè)人員個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)管理辦法(試行),在所屬全部鈾生產(chǎn)企業(yè)開(kāi)展了個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)。10.4.1KF606B型礦工個(gè)人劑量計(jì)型礦工個(gè)人劑量計(jì)KF606B型礦工個(gè)人劑量計(jì)是專門用于鈾礦冶企業(yè)從業(yè)人員個(gè)人劑量監(jiān)測(cè),其設(shè)計(jì)充分考慮了鈾礦冶作業(yè)環(huán)境和我國(guó)國(guó)情,其特點(diǎn)是:(1)測(cè)量準(zhǔn)確度高,足夠滿足輻射

46、監(jiān)測(cè)要求;(2)使用方便,包括體積小、質(zhì)量輕,佩戴時(shí)不影響工作;(3)日常管理簡(jiǎn)單;(4)適應(yīng)礦山井下惡劣環(huán)境,能在高塵、高濕、高溫條件下正常工作;(5)成本低廉,便于廣泛推廣佩戴。10.4.2氡子體內(nèi)照射測(cè)量原理氡子體內(nèi)照射測(cè)量原理 氡子體內(nèi)照射測(cè)量采用無(wú)源擴(kuò)散室型氡累積測(cè)量方法,通過(guò)氡與氡子體平衡比,將佩戴者工作期間所受到的氡累積照射量轉(zhuǎn)換為氡子體照射量,進(jìn)而計(jì)算氡子體內(nèi)照射劑量。氡累積測(cè)量原理見(jiàn)圖10.13。劑量計(jì)佩戴者所處工作環(huán)境空氣中的氡擴(kuò)散進(jìn)入劑量計(jì)的擴(kuò)散室內(nèi),擴(kuò)散室內(nèi)外氡濃度快速達(dá)到平衡,則擴(kuò)散室內(nèi)的氡(及其子體)衰變的粒子入射到CR39探測(cè)器上形成潛徑跡,潛徑跡的數(shù)量正比于氡濃度與工作時(shí)間的乘積(氡照射量)。圖10.13無(wú)源擴(kuò)散室型氡累積測(cè)量原理示意圖佩戴結(jié)束后,將劑量計(jì)中的CR39探測(cè)器取出,經(jīng)過(guò)恒溫、恒時(shí)、恒濃度的化學(xué)溶液處理,潛徑跡擴(kuò)大為徑跡,通過(guò)光學(xué)顯微鏡攝像頭將徑跡圖像送入計(jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析計(jì)數(shù),讀出徑跡密度。顯然,徑跡密度也正比于氡濃度與工作時(shí)間的乘積(氡照射量),即: (10.13)式中,ERn為氡照射量;T為工作時(shí)間;CRn為工作環(huán)境中的空氣氡濃度;n為CR39探測(cè)器的徑跡密度;nb為CR39探測(cè)器固有本底徑跡密度;K為刻度系數(shù),可在氡

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