空气中氡浓度测量方法

2025-03-05 13:29:18

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回答1：

连续测量空气中氡浓度，近年来发展很快。目前使用的连续氡浓度测量仪主要有三种类型。闪烁室、半导体探测器和脉冲电离室，简列于表6-3-2。

表6-3-2 常用的连续氡浓度探测器

在我国目前最常用的是闪烁室法和双滤膜法。

（一）闪烁室法

闪烁室是美国阿贡实验室研究提出的。闪烁室用有机玻璃制成，外有硬铝壳密闭，有圆柱形和球形。内壁涂有ZnS（Ag）闪烁体，容积从0.15L到0.5L不等。内有隔膜，目的在于增加ZnS（Ag）的面积，提高探测效率（图6-3-2）。闪烁室与光电倍增管相接，组成探测器。

图6-3-2 两种类球形闪烁室

我国常用的闪烁室测氡仪有FD-124型和FD-3016型Rn、Tn测量仪，也可以使用闪烁室与其他实验室放射性测量仪相接。

测量氡浓度，可以用真空法或循环法；但在取气嘴之前应接干燥剂管，使采样气体先行干燥。

测量程序是：引入氡气样之前要先测量本底计数，然后将闪烁室抽成真空（达到1.333kPa）。应注意的是每次测量，保持一致，都要抽到同一真空度。如果是土壤或空气中气样，可以直接取气。如果是水样，则应控制进气速度，直到液体不冒泡为止，立即关闭阀门，封闭闪烁室，放置3 h后开始测量。用下式计算氡浓度（Bq·m³）。

核辐射场与放射性勘查

式中：k_s为刻度系数，通过标准样品测量对仪器标定求出；n_Rn为累积3 h后测量的计数率，cpm；n_底为本底计数率，cpm，V为取样器体积，m³；t为样品累积时间，h。

（6-3-6）式为一通式，如计算样品中镭含量，则（6-3-6）式中可以不考虑V。若为气体样品，可以不考虑累积因子。

（二）双滤膜法

这是20世纪70年代兴起的测氡方法。双滤膜的基本结构如图6-3-3所示，双滤膜金属管两端各一个滤膜，体积根据测量需要可大可小，抽气时一端为进气口滤膜，可以滤去气体中已有的氡子体。纯氡进入管内产生新的子体，主要是²¹⁸Po，其中一部分被出口滤膜接收。这些新子体，遵守固有的累积和衰减规律，所以测量出口滤膜上的α放射性活度（一般用FJ-13型α辐射仪），即可计算氡的浓度。

测量程序基本是：先安放好滤膜，连接抽气系统，流速q，取气时间t。抽气结束后，取出口滤膜进行α测量。用下式计算氡的浓度（Bq·m^-3）。

图6-3-3 双滤膜管结构示意图

核辐射场与放射性勘查

式中：n_出、n_底分别为出口滤膜α射线计数率和本底计数率（cps）；V为双滤膜管的容积，L；F_t为滤膜包括自吸收修正在内的过滤率；ε为探测效率；F_f为新生子体到达出口滤膜的份额；B为与抽气时间t以及抽气时间间隔（T₁～T₂）有关的参数，一般可以查表（表6-3-3）得到。

表6-3-3 B值表

F_f值的大小，是考虑氡在双滤膜管内迁移过程中，产生出新的子体。由于扩散作用，一部分在管壁上沉淀，只有一部分到达出口滤膜。F_f与μ有关，而μ与扩散系数、流速等有如下关系：

核辐射场与放射性勘查

式中：D为新生子体的扩散系数；q为气体流速；l为管的长度。根据坦恩计算，管内流线分布特点，得出三种速率下，μ所对应的F_f值（表6-3-4）。

北京核仪器厂生产的FT-626型Rn、Tn测量仪，采样筒38.2 L，滤膜直径6 cm，用ZnS闪烁探测器，最小可测0.75 Bq·L^-1。

表6-3-4 不同μ值的F_f值

（三）气球法

气球法，实质上是双滤膜法的变种。它将双滤膜管改为一个球（图6-3-4）。气体入口和出口为同一通道，抽气泵开动，充气时入口滤膜，只让氡气进入气球，在气球内产生新的子体。排气过程中，出口滤膜上收集到一部分新生子体，测量出口滤膜上的α活度，用下式计算氡的浓度（Bq·m^-3）。