建材析出氡浓度持续监测研究及其应用

建筑材料析出的氡扩散至房屋内部导致室内氡浓度增加,对居住者产生健康威胁。提出了一种建材析出氡浓度持续监测方法,将自制具有不同放射性含量的建材实验样品块和氡浓度持续监测系统放置于密闭恒温容器内进行长时间监测,结果表明在2~9 h密封时间内建材析出氡浓度与密封时间的线性相关系数为0.99以上,连续密封72 h时氡浓度的析出量仍在增加,未出现饱和趋势。将氡浓度持续监测系统应用于室内氡浓度监测,当浓度超过报警阈值后自动开启通风系统进行空气置换,可实现快速排氡,有效改善室内空气质量,避免居住者长期暴露在高氡浓度环境中。

高氡地区居民室内氡来源及防护措施研究

氡作为一种潜在的气态致癌物质,吸入后会对人体造成持续的内照射,为此,有必要厘清家庭室内氡来源,做好氡防护,减少氡危害。本研究以福建龙岩某城镇为例,通过对该地区地质条件、水源中氡浓度、室内空气中氡浓度、沐浴活动影响进行调研,探析该镇室内氡污染来源,并结合实证研究,提出相应的氡防治建议。研究结果表明,该地区居民室内氡主要受房屋建筑材料、室外空气、生活用水影响,其中,流经花岗岩地质的地下水使用,会引起室内氡浓度激增,甚至超过标准限值要求。同时,敞放状态能促进水中氡与空气中氡平衡,降低水中氡浓度,使得水中氡浓度遵循井水≥山泉水>河流水>水库水的规律。通过多级过滤、蒸馏、沸腾等方式进行水处理,能显著降低水中氡浓度。加强室内通风能减少室内空气中氡浓度水平。因此,为保障居民健康,建议居民在日常生活中,优先选用开放式水源,做好饮用水前处理,加强室内通风换气,降低室内氡浓度水平。

基于氡同位素的平原湖荡枯水期湖水地下水补排通量

水是人类生存之源,而湖荡被称为地球之“肾”,是河湖水系连接的关键缓冲节点,与人类生存和发展息息相关。长三角平原水系众多,河流纵横,天然湖泊与人工沟渠遍布,平原湖荡湖水与周边地下水的水力联系较为频繁,而地下水对湖泊水均衡贡献尚不明确,对平原湖荡地下水赋存和运移规律的认识不足。本研究以苏州吴江区元荡湖为研究对象,选取氡同位素作为湖水和地下水水力交换过程的示踪剂,建立氡箱模型,揭示元荡湖不同区段与地下水的水力联系过程和补给关系,并通过水位动态验证分析湖水—地下水交互关系。枯水期元荡湖水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,其中以湖泊西侧较为明显,地下水入流补给的氡为7.137×10^(6)Bq/d,输入量源项占比为90%,地下水流入量为4540.801 m^(3)/d,地下水每日流入量对元荡湖水量的贡献率为2.551%。参数敏感性分析结果表明,风速与地下水^(222)Rn活度为特别敏感参数,取值差异较大时会导致计算误差急剧增大,改善测点布置和提高模型参数精度能有效提高模型计算结果的准确性和可靠程度。借助氡同位素示踪方法,建立湖泊氡箱模型,是研究平原湖荡内地下水补、径、排特征的有效方法。本研究在一定程度上加深了对平原湖荡区域水量均衡的认识,有助于了解平原湖荡水均衡和水循环机制,为平原湖荡水资源开发利用与环境保护提供数据支撑。

基于氡同位素示踪的洞庭湖区枯水期湖水与地下水交互作用研究

洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同位素示踪法,定性和定量研究枯水期洞庭湖区地表水与地下水的交互作用关系与交互通量。枯水期洞庭湖区水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,尤以东洞庭湖最为显著。氡箱模型计算结果显示枯水期地下水排泄222 Rn通量为455.09 Bq/(m^(2)·d),占总输入222 Rn通量的60.07%,地下水排泄总量为0.29×10^(8)m^(3)/d,平均排泄速率为56.27 mm/d,地下水排泄对湖水的贡献率为7.04%。敏感性分析表明:风速、地下水和湖水222 Rn浓度以及湖面面积等参数较为敏感,合理布置取样点并提高敏感参数测量准确度能提高模型计算结果的可靠度。氡同位素示踪法物理意义明确、操作过程简便,是研究复杂区域地下水补、径、排特征的有效方法。研究成果一定程度上提供了洞庭湖区水量均衡的更多认识,可为洞庭湖区地下水资源评价和管理提供参考。

全国标准级测氡仪的统一校准及低浓度测量比对

为了提升国内氡计量能力,组织了全国11家已建标实验室的标准级测氡仪开展统一校准。在校准的基础上,开展了低浓度测量比对,分析参比实验室在低浓度水平处进行量值传递的可行性。统一校准在700~3000 Bq/m^(3)氡浓度量级进行,氡浓度参考值可溯源至氡活度基准装置,不确定度为1.6%(k=2)。各标准级测氡仪的体积活度响应范围为0.93~1.02,不确定度范围为2.2%~3.6%(k=2)。低浓度比对在100~400 Bq/m^(3)氡浓度量级进行,大部分标准级测氡仪的|E_(n)|值小于1,通过优化量传的策略,标准级测氡仪在100 Bq/m^(3)以上开展量值传递是可行的;但在100 Bq/m^(3)或以下浓度量级开展量值传递,各参比实验室仍需提升测量能力及氡浓度调控能力。

某酸法地浸铀矿山氡释放特征研究

以某酸法地浸铀矿山为对象,开展了酸法地浸采铀源项氡浓度、氡释放量,以及环境氡迁移扩散趋势等释放特征研究。采用E-Perm驻极体探测器法、固体径迹探测器法、RAD7静电收集测氡法,对地浸铀矿山抽液孔、集液罐、水冶厂通风口、蒸发池源项及周边环境的氡浓度进行了监测。结果表明,该地浸铀矿山氡释放量约为1.75 TBq/a,水冶厂通风口和集液罐是重要的氡释放源项,其年氡释放量分别占地浸铀矿山年氡释放量的58%和39%;抽液孔和蒸发池的年氡释放量约占地浸铀矿山年氡释放量的3%;集液罐开口处氡浓度水平最高,其对环境影响范围不超过500 m;抽液孔氡浓度水平最低。该酸法地浸矿山归一化氡释放量远小于地下矿山排风井的归一化氡释放量。

铀矿井降氡优势通风方式研究

本文以矿井通风网络入风段和用风段氡析出规律为出发点,由铀矿通风降氡基本方程导出不同通风方式下铀矿降氡需风量的计算公式,并由入风段有效供风能力导出优势通风方式评价指标,给出铀矿通风降氡方式的判别方法。

云南地区氡异常与地震的统计特征分析

通过梳理1976—2022年震例总结报告中云南地区73组M_(S)≥5.0地震的氡测项异常,对其特征予以统计分析。结果表明:73组地震中有63组震前出现水氡异常,震前6个月内的短期异常占总异常的71%,3个月内的短临异常占总异常的49%,地震前3个月异常数量增加显著;震级越大,异常分布越远离震中,震前1个月新出现的异常大部分集中在震中附近。相对而言,由于测点位置和观测技术方面的原因,气氡积累的震例远远少于水氡,但具有短期异常占比较高的优势。随着气氡观测技术的不断改进和观测经验的不断积累,其捕捉地震异常信息的能力也将会不断提升。

测氡仪校准因子的不确定度分析

测氡仪校准因子的不确定度是评判校准结果的重要参数,是测氡仪测量结果评定的重要依据。对以氡室作为辅助装置进行测氡仪校准时被测仪器校准因子的不确定度来源进行分析,测得了校准因子的相对标准不确定度。结果显示,测氡仪校准因子的不确定度主要影响因素有标准仪器和被测仪器的重复性不确定度、标准仪器校准因子和其年稳定性的不确定度、氡室装置测试区域不均匀性的不确定等。最终,各测量点下被测测氡仪校准因子的相对标准不确定度分别为4.1%、3.6%、3.3%。

氡计量标准器量值传递技术研究与应用

AlphaGUARD测氡仪被广泛用作氡标准仪器开展量值传递。本文通过标准氡室以及循环氡源验证AlphaGUARD测氡仪在低量程的准确性、高量程的一致性,并建立一定浓度范围(0.6~142.4 Bq·L^(-1))内的量值传递线性关系。为保证量值传递的可靠性,基于溯源到参考标准的氡标准仪器,将量值传递到循环氡源,分别开展以循环氡源以及标准仪器和一定浓度的水样(>5 Bq·L^(-1))作为参考标准的量值传递实验。本研究针对地下流体氡观测网内近年应用的4种新型测氡仪,制定应用氡标准仪器进行量值传递的7种技术方案,并在全国40多个氡观测站应用,其中有12个连续观测站应用2年,结果表明,校准系数相对偏差均小于5%,氡量值传递技术方案是可行的,可满足现有氡观测的校准需求。此外,还开展了传递方案的不确定度评价实验,以DDL型测氡仪为例,其最小不确定度可达5.5%(包含因子k=2)。本研究建立的新型测氡仪氡计量标准器量值传递技术方案,该方案科学可行,应用方案可有效保证新型测氡仪测值的稳定可靠。

矿井通风网络中氡致剂量的估算及控制研究

矿井下作业人员受到的内照射辐射剂量主要来源于氡及氡子体。为了减少作业人员辐射危害,需对井下各条支路的氡致剂量进行估算与控制。为此,依据通风网络理论、核素衰变理论、粒子沉降理论和剂量估算模型,分别提出了矿井通风网络各支路的氡活度浓度、氡子体α潜能浓度和氡致剂量的估算模型;接着,基于两种氡致剂量估算模型,提出了通风网络氡致剂量的控制方法;最后,采用MATLAB软件编写了专门的程序对具体算例进行了解算与分析。本研究提出的两种氡致剂量的估算模型分别考虑了通风支路的氡平衡因子和氡子体颗粒物沉降作用,可用于估算不同氡析出特性与通风条件下通风网络的氡致剂量分布,并对通风网络的各支路的氡致剂量进行控制,能为地下矿山通风网络的氡防护设计与优化提供技术支持。

放射性矿山氡及氡子体浓度特征的氡暴露有效剂量估算

氡及氡子体暴露剂量是地下放射性矿山工作人员辐射剂量的主要来源。为了掌握氡及氡子体浓度分布并估算氡暴露剂量,对某放射性矿山井下6个典型场所的氡、结合态和未结合态氡子体浓度和通风情况进行了监测,并确定平衡因子和氡子体未结合态份额,依据氡及氡子体浓度特征参数估算该矿井的典型场所的氡暴露有效剂量;基于估算得到的氡暴露有效剂量、生产要求和通风现状,提出了通风降氡的管理措施以确保矿井生产安全。结果显示:(1)该放射性矿山井下典型场所的平衡因子在0.02~0.29,氡子体未结合态份额在0.034~0.098,平衡因子与氡子体未结合态份额之间存在负相关性。(2)正常生产场所的氡暴露年有效剂量E_(Rn1)和E_(Rn2)分别为0.17~19.70 mSv和0.11~16.52 mSv,均低于20 mSv。

宝鸡地区气氡与模拟水氡观测数据对比分析

【目的】研究水氡与气氡测项之间关联性及异同。【方法】以宝鸡上王流体台与陇县流体台2015—2020年水氡与气氡连续观测资料为研究对象,分析同台站不同测项、同测项不同台站正常数据资料及异常曲线对比。【结果】结果表明,溶解水氡与气氡无明显的关系。在中强震前,台站地震监测数据无明显前兆异常现象。水氡受人为影响较大,而气氡受集气脱气装置管路堵塞影响较大。上王流体台与陇县流体台溶解水氡年变化趋势上都是典型的夏高冬低形态。而上王BG2015R型气氡仪记录到的气氡年变形态则表现为夏低冬高形态,陇县SD-3A气氡仪记录到的气氡年变形态不是很明显。【结论】目前还无法用一个有效的物理量建立溶解水氡与气氡之间的关系,溶解水氡与气氡无明显的关系。

高氡水平转低氡水平下RAD7测氡仪测量数值准确性研究

本文主要研究当测量高氡水平后迅速测量低氡水平,该过程下RAD7测氡仪测量结果的准确性。不同氡浓度水平的六组实验结果表明,如果测量到氡水平异常高值后,短时间内测量的后几个数值会受到腔内残留氡浓度的影响而出现数值偏高情况,及时进行净化处理有助于降低下一个测量值的误差。野外工作时不建议将空气氡浓度与土壤氡浓度及氡析出率进行混合测量。

氡暴露小鼠损伤病理及肺组织免疫细胞反应

为探索小鼠氡暴露后不同时间机体损伤及肺组织免疫细胞反应,将BALB/c雌性小鼠饲养于多功能氡室进行连续氡吸入.分别在暴露后15、30、60 d进行呼吸功能评价,采集外周血进行血细胞和血液生化指标检测,取肺组织进行病理形态观察,取T淋巴细胞及其亚群等免疫细胞活化测定.结果显示:氡暴露小鼠出现体质量下降、白细胞减少、电解质代谢紊乱、脂质代谢异常等明显毒性反应,观察到呼吸功能异常及肺组织不同程度病变,且早期肺组织炎性反应明显,主要表现在T淋巴细胞亚群失衡及其活化.这说明氡暴露小鼠存在明显机体不良反应.本研究可为氡吸入的危害评价与医学防护研究提供实验依据.

成都地铁氡浓度水平调查研究

为掌握成都地铁环境空气中氡浓度水平,采用瞬时法和累积法对31个地铁站点开展氡浓度水平调查。结果表明:成都地铁279个测量点位的瞬时测量氡浓度范围为(9.1~39.0)Bq/m^(3),均值(19.7±7.8)Bq/m^(3);累积测量地铁站点124个测量点位的氡浓度范围为(9.7~32.5)Bq/m^(3),均值(18.4±4.3)Bq/m^(3),比较得出成都地铁氡浓度水平显著低于标准规定的参考水平。研究发现地铁车厢内的氡浓度均低于对应线路地铁站点,二者正相关性达0.84(P<0.05);上层安检处的氡浓度均低于对应站点低层站台,二者正相关性达0.81(P<0.05);非密闭场所售票厅的氡浓度均低于对应站点同层密闭场所控制室。分析得出,通风对降低地铁氡浓度水平有效果。估算得出地铁环境空气中氡及其子体对地铁工作人员及乘客所致年有效剂量分别为0.15 mSv和0.05 mSv。

测氡仪标准仪器校准法的可行性研究

针对目前台站测氡仪校准困难的问题,提出标准仪器校准法,并将其与RN-FD循环式氡气固体源进行对比,同时利用台站应用最为广泛的RN-150小型氡气固体源验证该方法的可行性。结果表明,利用RN-150小型氡气固体源及AlphaGUARD P2000F标准仪器分别对FD-125测氡仪3个闪烁室进行校准后得到的校准系数相对误差分别为0.2%、3.4%、2.8%,均达到目前地震监测中氡观测的技术要求,进一步验证了测氡仪标准仪器校准法的可行性。

成都市部分地下商场空气氡浓度测量研究

为了解成都市地下商场空气氡浓度水平,使用FD216型环境氡测量仪,对分散在成都市区的10家地下商城进行了空气氡浓度调查,总计测量点61个。测量后对工作人员和顾客的年有效剂量进行估计,并与以往测量结果进行对比分析。测量结果表明:地下商场室内空气氡浓度的平均值为30.9 Bq/m^(3),标准差为8.87 Bq/m^(3),分布在18.2~53.1 Bq/m^(3)范围内,远低于国家标准限值400 Bq/m^(3)。室外平均空气氡浓度为22.0 Bq/m^(3),低于室内平均空气氡浓度。商场工作人员年有效剂量平均值为0.527 mSv,低于国家标准限值1 mSv,顾客的年有效剂量更低。氡浓度测量值与以往测量值进行对比分析,成都市地下商场空气氡浓度均处于较低水平。

基于平板扫描仪的氡测量方法研究

CR-39固体径迹探测器因其材料的稳定性、良好的实用性等特点被广泛应用于氡的测量领域。针对现有的商用固体径迹探测器自动测读系统价格昂贵、维护成本及环境要求高的问题,本研究利用平板扫描仪设备,开展固体径迹形态学研究,通过建立基于径迹形态学参数的氡径迹识别法则,实现氡的高效、低成本测量。测量结果表明氡暴露量在500 kBq·h/m^(3)以下时,径迹密度-暴露量曲线呈现良好的线性关系。研究表明,基于平板扫描仪的氡测量方法有望实现氡的高效测量且该测读方法兼顾高效、低成本、环境适应性强的特点。

铀矿尾矿氡射气系数测量方法及主要影响因素研究

放射性矿物以及放射性伴生矿物在开采过程中,由于岩石破碎处理,改变了矿石原有的物理结构,引起氡气射气系数和迁移特性的改变,造成尾矿氡气排放超标等环境问题。测定尾矿射气系数以及研究射气系数主要影响因素,对尾矿氡气防护与治理具有重要意义。本文以铀矿尾矿射气系数为研究对象,搭建了射气系数测量装置,并利用装置测量了不同粒径和温度条件下样品的射气系数。依据实验数据建立了射气系数与温度和粒径的关系和经验公式。实验结果表明,在5目~30目的粒径范围内,射气系数与样品成幂指数关系,随着样品粒径减小而增大;射气系数与温度存在正相关性,在20~40℃范围内,存在线性关系。得到的经验公式可用于铀矿尾矿氡气浓度模拟计算,为尾矿氡气治理提供基础数据。