氡钍(222Rn/220Rn)测量方法、仪器与检验刻度系统

    目前各地环保部门广泛开展***性污染源的普查工作，其中主要包括伴生***性矿物资源开发、冶炼和加工中的污染源的普查，而且核***辐射防护、室内环境检测、地下隧道工程与铀镭矿山的辐射安全防护与危害分析，以及氡钍射气防治措施等越来越受到重视，在今后可能就氡钍射气（Rn\Tn）测量方法、仪器的应用与检验刻度方法等会在实际应用中更加需要，我把近年来的相关氡钍射气(²²²Rn/²²⁰Rn)研究情况进行介绍，并提出了正在研究的或需要解决的一些技术性问题与一些探索性的研究思想，希望各位***学者、***提出宝贵的意见和建议，为我们以后的研究工作指明方向。

• 氡及其子体测量方法研究

1．测量与取样方法

我们院氡项目组研发的氡及其子体测量装置,是基于双滤膜测氡方法与采样原理，满足GB14582-1993<空气中氡及其子体测量方法》与国际电工***会IEEC2000氡测量仪标准要求，而且国际辐射效应***会就剂量估算要求必须考虑氡子体测量。仪器分“连续测量”或“定时测量”二个测量模式，测量周期为26分钟，微型泵自动取样。这里用测量过程中某一个周期来描述测量时间的设置与运行程序：

（1）氡子体测量部分（一个***的探测器），泵取样为1L/min可控制的稳定流量，打开电源，泵开始取样，泵一直连续运行取样，仪器开始计数，5、8、19、26分钟后，其计数值分别为C₀，C_1、C_2、C₃。

氡子体测量过程中，设总的效率为G（包括仪器效率、过滤膜与自吸收的效率等），抽气流量为V L/min=2 L/min,前5分钟计数C。为本底计数，3个氡子体(RaA、RaB、RaC)及其总α潜能浓度（PAEC）：

PAEC=---RaA ---RaB --- RaC (计算公式)

其中各个影响因素均考虑与K_f有关的常数由试验研究得出，RaA、RaB、RaC、PAEC的系数分别为K₁，K₂，K₃，K₄，X1-X16为计算常数。

（2）氡浓度测量部分（一个***的探测器），泵流量为稳定的2l/min，打开电源，泵开始取样，泵一直连续运行取样，仪器同时计数，为连续测量模式。如果采用“定时测量”模式时，定时为超过一个测量时间间隔的任意时间即可，所有时间设置均用秒，s。

氡浓度：C_氡=---（计算公式）Bq/m³          

2．氡及其子体测量装置的基本组成

1）铝制收集衰变室，抽气泵、流量传感器、湿度传感器、气流缓冲与干燥装置、特殊设计的气路系统、两个探测器（其中一个在气体入口处测量氡子体探测器，一个在收集衰变室出口处氡探测器）、计数与处理电路、显示与串口通讯、微型打印机等。

DHZM-I氡及其子体连续监测仪

2）工作原理

抽气过程中，入口滤膜滤掉空气中已有的氡子体，其滤膜上聚集的氡子体被硅探测器所探测进行实时测量；纯氡在通过收集衰变室的过程中又生成新的子体（主要是²¹⁸Po），其中的主要部分由于静电高压的作用下加速聚集到收集衰变室的出口处，被出口处金硅面垒探测器直接探测，由于氡子体的增长遵循固有的积累和衰变规律，通过测出口探测器所得的α计数就可确定氡浓度。

3）基于双滤膜测氡原理

（1）氡浓度测量

a、确保入口滤膜的洁净与气路系统的运行良好。

b、以流速1-3l/min连续取样（取样时间间隔可按测量精度要求设置5~60分钟，一般环境氡测量选择取样26min）。

c、实时计数显示，连续取样测量，每个设置的取样时间间隔（若就环境氡水平测量，取样时间一般为26min，即26min给出氡浓度结果），对出口探测器进行总计数，其积分记数为Ga，单次测量氡浓度时先抽气5分钟后测量，以克服上一次测量中衰变所残留氡子体的影响；在连续测量时，必须考虑上一次测量中衰变所残留氡子体的影响与修正。

（2）氡子体浓度、氡子体α潜能浓度、平衡因子

实时测量入口滤膜聚集的氡子体，得出α计数；每取样5分钟就运算一次氡子体α潜能，每个取样时间间隔即据氡浓度估算平衡因子，保存数据并连续测量。

氡子体浓度：Cn=[1/（η*V）]*ΣK*ji*Ci(Bq/m³)(其中i=1~3);

     氡子体α潜能浓度：P_α=[1/（η*V）] *Σ*ΣXj*kji*Ci(10^-8J/m³);平衡因子: P_α/Cn.

（3）电路方框图

（4）根据现场应用的需要，许多时候只需分别测量氡或子体/总∂潜能，我们就把DHZM-I型进行改造了成新型轻便的DHZM-II型。该仪可实现铀镭矿山在线监测与防氡通风连锁控制。

（5）目前正在研究的关键技术：

• 为满足核***与核能开发的需要，就***性与实用性而言实现铀镭矿山在线监测与防氡通风连锁控制是必要的。
• 就测量方法的技术进步而言采用∂能谱测量氡与三个氡子体浓度就比较***。我们也正在朝这二个技术方向发展与完善。

DHZM-II氡及子体测量仪