四種自制被動積分靈敏測氡課件

四種自制被動積分靈敏測氡課件第一頁，編輯于星期六：十五點十一分。前言

礦工個人劑量監(jiān)測、環(huán)境氡污染水平調查、地震預報、資源勘探、氡劑量學研究等活動都需要科學、經濟、實用的測氡技術。對于應用氡測量技術的最大用戶環(huán)保衛(wèi)生和輻射防護等部門的常規(guī)監(jiān)測而言，在人力物力有限的條件下，恰當地選擇監(jiān)測方案是非常重要的。一般被動積分測氡技術從劑量學和方法學分析，可以成為在環(huán)保評價和退役評價中優(yōu)先選擇的方法，但在實踐中由于其靈敏度太低，往往不能很好地滿足評價需要，這表明必須提高被動積分測氡技術的靈敏度。為此，研究了駐極體多功能快速測氡儀、靈敏型礦工氡個人劑量計、電源式多功能快速測氡儀和被動式PCMR-1連續(xù)測氡儀等四種被動積分靈敏測氡儀。第二頁，編輯于星期六：十五點十一分。

測量原理

218Po+222Rnb個人氡劑量儀的采樣室222Rn222Rna氡濃度和氡析出率測量儀的采樣室218Po+干燥劑擴散窗探測器采樣室圖1被動積分靈敏測氡原理的示意圖第三頁，編輯于星期六：十五點十一分。

研究的四種被動積分靈敏測氡儀的測量原理如圖1所示。氡濃度和氡析出率測量儀（圖1.a）的采樣室內的靜電場由駐極體或高壓電源產生，探測器采用CR-39SSNTD或金硅面壘探測器，采樣室內表面鍍鉻，底座設有干燥盒和過濾窗，過濾材料選用北京合成纖維研究所生產的Ⅱ型濾膜。靈敏性礦工個人氡劑量計（圖1.b）采樣室內的靜電場由駐極體產生，采用CR-39SSNTD作探測器，用10μm厚PE保鮮膜作過濾膜。當它們用于環(huán)境氡濃度測量時，環(huán)境中的氡經采樣室過濾窗過濾，氡子體被阻擋，只有氡擴散進入采樣室。由于氡的衰變子體218Po大部分（約90%）是帶正電荷的，所以進入采樣室的氡衰變產生的這部分帶電子體在采樣室內靜電場作用下，大部分被吸附到探測器表面并對其進行照射，這就大大提高了測氡靈敏度。被動積分測氡技術中探測器記錄到的輻射信息是跟采樣室內氡暴露量成正比的。由于采樣室過濾窗擴散速率常數λD對不同濾材是不一樣的，所以采樣室內的氡暴露量與實際被測量的環(huán)境中氡暴露量之間存在一定的差別。設C0(Bqm-3)表示環(huán)境中的氡濃度，C(Bqm-3)表示采樣室內的氡濃度，λD(s-1)表示采樣室過濾窗擴散速率常數，λγ(s-1)表示氡的衰變常數，則C隨時間t(s)的變化為：第四頁，編輯于星期六：十五點十一分。

表1給出了四種測氡儀的λD

若t=0時，C=0，則由(1)式得：

若D(cm2s-1)表示氡在濾材中的擴散常數，A(cm2)表示擴散面積，ε(cm)表示濾材厚度，V(cm3)表示采樣室體積，則第五頁，編輯于星期六：十五點十一分。

表1四種測氡方法的λD測氡方法駐極體多能快速測氡儀礦工個人氡劑量儀電源式多能快速測氡儀PCMR-1連續(xù)測氡儀選用濾材Ⅱ型濾紙10μmPE保鮮膜Ⅱ型濾紙Ⅱ型濾膜λD，h-12.8*0.129**2.8*8.3**實測值**根據D計算值，D取7.8×10-8cm2s-1[8]第六頁，編輯于星期六：十五點十一分。

一般取樣時間t》1/(λγ+λD)，故：

(4)式說明在采樣室內外達到動態(tài)平衡時，采樣室內的氡暴露量E內(Bqm-3hr)和采樣室外的氡暴露量E外(Bqm-3hr)之間存在確定的定量關系?？梢宰C明，當采樣結束后，經過一段時間的補償，采樣室內在采樣期間的氡暴露量仍然可以按(4)式計算，即：

(5)式說明，可以直接按采樣室外的氡暴露量來對被動積分測氡裝置進行刻度。第七頁，編輯于星期六：十五點十一分。

因此，對于采用CR-39SSNTD作探測器的駐極體多功能快速測氡儀、靈敏型礦工個人氡劑量儀和電源式多功能快速測氡儀，它們測量的氡暴露量E外與裝入它們采樣室內的CR-39SSNTD上的凈徑跡密度TD(tracks﹒cm-2)滿足下列關系：

(6)式中R(tracks﹒cm-2(Bqm-3hr)-1)為測氡儀的刻度因子。對于采用金硅面壘作探測器的PCMR-1連續(xù)測氡儀，其測量的氡暴露量E外與進入其采樣室內的氡生成的子體218Po衰變釋放的α粒子產生的凈計數N滿足下列關系：

(7)式中K(cph(Bqm-3)-1)為測氡儀的刻度因子。第八頁，編輯于星期六：十五點十一分。

當駐極體多功能快速測氡儀、電源式多功能快速測氡儀和PCMR-1連續(xù)測氡儀用于介質表面氡析出率測量時，采用的是局部靜態(tài)法，即將它們的底蓋取下，然后將它們的采樣室直接扣于被測介質表面，并用橡皮泥等密封材料對接觸縫隙進行密封。若介質表面的氡析出率為J(Bqm-2hr-1)，A(m2)為采樣面積，V(m3)為采樣體積，當測氡儀采樣室內氡的泄漏和反擴散影響可以忽略不計時，采樣室內的氡暴露量E內(Bqm-3hr)與采樣時間T(hr)的關系為：由(5)、(6)、(7)、(8)式可得：

事實上，因λγ<<λD，(9)式中λD/(λγ+λD)≈1。第九頁，編輯于星期六：十五點十一分。表2被動積分靈敏測氡技術的技術指標

測氡技術*加干燥劑**10μmPE保鮮膜能隔絕水蒸氣通過***70%RH標定值

指標

指標參數駐極體多功能快速測氡儀靈敏型礦工個人氡劑量儀電源式多功能快速測氡儀PCMR-1連續(xù)測氡儀探測器CR-39CR-39CR-39金硅面壘采樣室體積，l3.463.7×10-23.463.46重量，g39529.410005000靈敏度(2.03±0.12)×103*(trackscm-2/kBqm-3hr)30.8±0.3**(trackscm-2/kBqm-3hr)(4.04±0.15)×102*(trackscm-2/kBqm-3hr)1.1***(cph/Bqm-)LLDE,Bqm-3hr3.0200158LLDJ,mBqm-2s-1(采樣1小時)0.2

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第十頁，編輯于星期六：十五點十一分。質量保證

建立理論模型，進行條件實驗建立簡易氡室，進行經?？潭?/p>

參與計量認證，規(guī)范監(jiān)測程序比對

第十一頁，編輯于星期六：十五點十一分。一致性檢驗

測量平均氡濃度測量氡析出率第十二頁，編輯于星期六：十五點十一分。氡濃度,測量

Bqm-3方法

測量地點駐極體多功能快速測氡儀靈敏型礦工氡個人劑量計電源式多功能快速測氡儀PCMR-1連續(xù)測氡儀簡易氡室212.5±25.3228.3±15.2219.3±26.1222.3±12.7895.4±37.1886.5±26.6932.8±41.2913.3±24.52321.3±79.6*2388.8±58.5*2256.4±80.2*2351.0±65.1*實驗樓一樓源庫93.6±10.188.9±7.297.2±11.390.6±32.8表3平均氡濃度一致性檢驗測量結果注：①帶*號的為連續(xù)采樣12小時測量值，其余均為連續(xù)采樣24小時測量值；②PCMR-1連續(xù)測氡儀采樣周期為1小時，其余3種方法為3個平行樣。第十三頁，編輯于星期六：十五點十一分。

測量方法測量地點駐極體多功能快速測氡儀電源式多功能快速測氡儀PCMR-1連續(xù)測氡儀備注實驗室28.5±3.134.2±1.826.3±2.3采樣周期3h核工業(yè)272尾礦壩（覆蓋土50cm）88.3±10.279.1±5.793.2±4.6采樣周期3h表4氡析出率一致性檢驗測量結果

氡析出率,mBqm-2s-1

第十四頁，編輯于星期六：十五點十一分。四種測氡儀的優(yōu)缺點

表5四種測氡儀的優(yōu)缺點測氡儀優(yōu)點缺點駐極體多功能快速測氡儀適合一天左右的積分采樣；測量成本低，可成批采樣；既測氡濃度，又測氡析出率。對操作人員操作技能要求高，稍不慎就難于保證采樣質量；徑跡分布不均勻，徑跡讀數費時；要加干燥劑；不能現場給出測量結果。靈敏型礦工個人氡劑量計適合一個星期左右的積分采樣；測量成本低，可成批采樣；既適合個人氡劑量監(jiān)測，又適合區(qū)域氡水平監(jiān)測。對操作人員操作技能要求高，稍不慎就難于保證采樣質量；徑跡分布不均勻，徑跡讀數費時；不能現場給出測量結果。電源式多功能快速測氡儀適合一天左右的積分采樣；現場采樣有質量保障，可成批采樣；徑跡分布相對均勻；既測氡濃度，又測氡析出率。要加干燥劑；不能現場給出測量結果；單儀的重量較重。PCMR-1連續(xù)測氡儀采樣周期可在1-24小時內任意設置(整小時數)；數據紀錄、存儲、處理智能化；靈敏度因子可調節(jié)；現場給出測量結果；既測氡濃度，又測氡析出率。單儀價格高，重量較重。第十五頁，編輯于星期六：十五點十一分。

小結

研究開發(fā)的四種被動積分靈敏測氡儀(計)靈敏度高，采樣現場不用電源。采用CR-39SSNTD的三種測氡儀可成批布點和輪番采樣，適于環(huán)境氡濃度測量、礦井氡濃度測量、氡個人劑量測量、建筑材料和尾礦堆氡析出率測量，以及進行石油和地下水勘探。在進行輻射衛(wèi)生和環(huán)境影響評價工作時，氡的監(jiān)測任務可在一周左右的時間內完成，因而可保證測量結果的可比性。PCMR-1連續(xù)測氡儀特別適合于衛(wèi)生和環(huán)保監(jiān)測部門用于監(jiān)督性監(jiān)測，還可以用于地震前預報、地質災害預報等。第十六頁，編輯于星期六：十五點十一分。Thankyou謝謝