一种小体积氡子体气溶胶调控装置的研制

为了满足国内外放射性气溶胶监测仪的氡子体气溶胶干扰量有效性校准的需求,基于气溶胶粒子与氡及其子体的行为规律,研制了小体积氡子体气溶胶调控装置,该装置包括气溶胶稀释回路、氡子体调控回路和可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)控制系统的总控箱三部分,通过调控装置内的氡浓度、气溶胶粒子数浓度与换气率,能够输出氡子体状态参数稳定的氡子体气溶胶。实验结果表明,该小体积氡子体气溶胶调控装置可以实现的平衡当量浓度稳定调控范围为:3.3×10^(2)~9.4×10^(3) Bq·m^(-3),平衡因子的稳定调控范围为:0.12~0.58,未结合态份额的稳定调控范围为:1.4%~62.7%。在4 h内可以保证平衡当量氡浓度的变化范围在10%以内,均匀性实验相对标准偏差小于7%。氡子体关键参数的调控范围宽泛、氡子体空间分布的均匀性与稳定性较好,可以有效模拟现场测量环境,达到了装置的研制目的。

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。

海南典型温泉设施内空气中氡及氡子体平衡因子测量研究

平衡因子是氡子体所致剂量估算和评价的重要参数。为了解海南省温泉设施内不同空间空气中氡及氡子体平衡因子的水平与分布范围,本文采用连续测量方法对不同地域典型温泉设施内不同空间氡及氡子体浓度、室内温泉泡池加水过程氡及氡子体浓度进行现场测量,计算并分析平衡因子的变化。测量结果表明:平衡因子在较大范围内分布,通风状况是影响平衡因子的重要因素,通风越好,平衡因子越小;室内引入温泉水后,空气中氡及氡子体浓度升高,平衡因子略有上升。

氡子体体积活度的液体闪烁计数方法研究

基于液体闪烁计数原理和滤膜采样技术，建立了一种氡（^222Rn）子体体积活度和“潜能浓度的测量方法。应用该方法对氡室中处于放射性平衡状态的氡子体体积活度进行了取样测量，氡子体α潜能浓度测量结果的扩展不确定度小于1．5％（k=2）；用α能谱法对氡子体液体闪烁计数测量方法进行了旁证，两种方法的测量结果在不确定度范围内一致。

压抽混合式通风独头巷道内氡及氡子体浓度的计算模型及其分布规律研究

压抽混合式通风是长距离独头掘进巷道内控制氡及氡子体浓度重要的通风方式,研究该种通风方式下巷道风流中氡及氡子体浓度分布规律对指导其通风和辐射防护设计具有重要的意义。为此,根据氡与氡子体之间的衰变关系,建立了风流中氡子体α潜能浓度与氡活度浓度之间的简化数学计算模型;接着,分析了独头巷道受限空间内氡及氡子体的来源,并基于巷道风流的紊流传质理论,建立了压抽混合式通风方式下风流中氡活度浓度与氡子体α潜能浓度分布的数学计算模型;最后,针对一个具体的独头巷道,探讨了通风量和岩壁氡析出率对整个巷道内氡浓度和氡子体α潜能浓度分布的影响,同时提出了独头巷道内降低氡及氡子体致工作人员剂量的防护措施。

现场环境氡子体未结合态份额测量及剂量评价

氡子体未结合态份额直接影响环境中氡暴露剂量。为了弄清楚现场环境氡子体未结合态份额,准确评价氡暴露剂量,利用累积式氡子体未结合态份额测量装置对环境中氡子体未结合态份额进行了现场测量,对不同环境氡暴露剂量和未结合态氡子体的影响进行了评价。研究表明,尽管不同环境氡子体浓度有较大差别,室内外氡子体未结合态份额差别不是太明显,室内外环境氡子体未结合态份额变化范围9.27%～16.87%,未结合态氡子体对氡子体暴露有效剂量贡献的份额在30.22%～46.24%变化,矿山环境氡子体未结合态份额和剂量贡献份额明显高于室内环境。

氡子体α能谱法测量仪器探测效率的测定

在氡子体α能谱法测量中,一个需要考虑的问题是探测器对不同能量的α粒子是否具有相同的探测效率。本文用241Am标准源和加拿大Pylon公司的氡子体标准源对ORTEC八通道α谱仪进行了全谱和高、低能量段探测效率的测定,并对两种测量方法存在的误差进行了分析。测量结果表明,两种方法测得全谱探测效率在误差范围内是一致的;在用氡子体源测量谱仪的探测效率时,α能谱由于滤膜的自吸收而存在着峰重叠现象,经重叠因子修正后,仪器对氡子体较高能量的α粒子(7.69MeV)的探测效率要略大于较低能量的α粒子(6.00MeV),且探测效率的差异随滤膜种类的不同而变化。用氡子体标准源对仪器进行刻度更接近于氡子体测量的实际情况。

氡子体连续测量仪的研制

本工作研制氡子体连续测量仪。仪器由泵主动采样,滤膜收集氡子体,采用半导体探测器测量α辐射,二道能谱法测量α计数,使用扣除算法计算氡子体潜能浓度,通过测量212Po的8.78 MeVα计数消除220Rn对氡子体的测量干扰。仪器可在不更换滤膜情况下连续测量,测量周期可选择1、1.5、2和3 h。采用MCS51单片机控制自动采样、测量和计算。测量范围为0.0015～100μJ·m^-3,测量值大于0.1μJ·m^-3时的测量不确定度小于10%。

我国某些铀矿井下氡子体平衡因子的现状

本文对国内５个铀矿山１９８８～１９９３年间２０６５７个平衡因子Ｆ值进行了统计分析。结果表明，平衡因子Ｆ按各矿实测样品数加权的总平均值为０．３３。

室内氡子体行为模型研究

室内氡气体衰变产生短寿命氡子体,其子体的行为受室内换气状况、墙壁附着、子体同气溶胶粒子结合等物理过程的影响,宏观表征是未结合态份额和平衡因子受换气率、气溶胶浓度及气溶胶粒径分布状况等参数的影响。本文通过建立模型对室内氡子体行为进行了理论研究,重点考虑了换气率、气溶胶状况对未结合态份额和平衡因子的影响。计算结果表明平衡因子随换气率的增加而迅速减小,未结合态份额随气溶胶粒径分布的减小而迅速增加,气溶胶浓度只有在非常低的情况下才对未结合态份额和平衡因子产生明显影响。

氡子体气溶胶活度粒径分布监测系统的研制

重点探讨了基于金属筛网扩散组理论来测量氡子体活度粒径分布的Twomy非线性迭带算法、EM最大期望值算法,并据此给出一个氡子体活度粒径分析监测系统的实现方案;该系统通过筛网参数计算画出透过率曲线;然后,根据扩散组数据用这两种算法估算氡子体活度粒径分布,并给出氡子体活度粒径分布的直方图;还用标准的泊松粒径分布数据来验证这两种算法,并用该监测系统对室内空气、煤油灯燃气进行放射性活度粒径分布的测量和分析。实验结果表明两种算法得出的氡子体活度粒径分布呈双峰分布,其未结合态氡子体活度粒径范围、结合态氡子体活度粒径范围都与其它的研究相吻合;但在测量精度方面还有待进一步研究。

高层建筑物室内氡子体浓度

目的了解贵阳地区高层建筑物室内氡子体浓度及其影响室内氡子体浓度的主要因素。方法采用托马斯三段法测量计算室内氡子体浓度。结果数年来高层建筑物室内平均氡子体浓度客厅(4.47～6.71)×10-7J.m-3;卧室(1.63～15.40)×10-7J.m-3,另外安装有中央空调的高层建筑物室内平均氡子体浓度(1.73～2.95)×10-7J.m-3。结论高层建筑物室内氡子体浓度主要依赖于墙体建筑材料中的天然放射性核素的含量,其次与室内面积的大小、通风条件有关。

室内氡子体测量及其有效剂量估算

运用α粒子连续空气监测仪Alpha-7A,采用连续测量滤纸上氡子体活度浓度的方法分别对地上和地下某室内环境氡子体浓度进行测量,就活度浓度变化的分析结果进行有效剂量估算。实验研究结果表明:环境因素对氡子体活度浓度值影响较大。一定测量时间范围内,218Po与214Po活度浓度随测量时间不断变化,且存在相对稳定值;212Po活度浓度随测量时间线性变化,线性变化斜率大小k与环境密切相关;氡子体α潜能所致年平均有效剂量的保守估算值均低于2000年调查结果。

氡子体潜能浓度连续测量的扣除算法

就氡子体潜能浓度的连续测量,提出了“氡子体潜能浓度连续测量的扣除算法”,并给出了相关理论公式、系数、计算误差、取样测量方法和刻度条件。该方法的计算误差在4%以内,使用小流率取样时,具有较高的灵敏度,能适用环境测量的要求。

基于扣除算法的环境氡和氡子体连续测量仪

环境氡和氡子体连续测量是准确计算氡的辐射剂量、客观评价氡危害的前提。介绍了一种使用闪烁室法和滤膜收集法、基于扣除算法的能够同时连续测量氡和氡子体的智能化测量仪器,详细介绍了仪器的测量原理、结构,并给出了在标准氡室和办公室中的部分测量数据。

铀矿井采场氡子体α潜能浓度设计限值的确定

在介绍标准要求、γ外照射所致有效剂量估算方法、铀矿工作场所空气中铀矿粉尘所致活度浓度及其摄入量估算方法的基础上,从排氡通风设计的角度,提出铀矿井下采场空气中氡子体α潜能浓度设计限值确定的方法和思路,并对有关问题进行讨论。当矿石铀品位较高时,采用过低氡子体α潜能浓度进行采场风量设计和运行控制不具备经济合理性时,应当采取缩短工作人员的暴露时间或工种轮换的管理措施,使采场空气中氡子体α潜能浓度保持在技术经济合理可行的水平上。

氡子体α能谱真空测量RaB的反冲损失率

氡子体α能谱法测量时的真空度使RaB发生反冲损失,这会对氡子体测量精度产生影响并造成测量腔室的污染。本实验选用0.8μm孔径的Millipore AA型滤膜,在流率为6.3、12.3和15.6L/min下,使用ELPI粒径分析仪、α测量仪和α谱仪分别对氡室气溶胶粒径分布、滤膜自吸收系数及反冲损失率进行测量。结果显示:氡室内气溶胶浓度呈单峰分布;相应流率下的自吸收系数为0.978、0.980、0.989,反冲损失率为0.362 8、0.368 4和0.362 9;所得反冲损失率并未表现出较大的差异,但滤膜样品上由RaA衰变产生的RaB原子却有较大的反冲损失。

一种调控氡子体平衡因子的高浓度单分散性气溶胶发生器的研制

为了满足氡室内氡子体辐射场的调控要求,结合蒸发冷凝法的原理,利用电子烟发生器产生的癸二酸二辛酯(DEHS)与雾化器产生的NaCl颗粒结合再冷凝的方法,研制了高浓度单分散的气溶胶发生器。将该发生器应用于中国计量科学研究院20 m^3氡室,充胶1分钟后气溶胶浓度最高可达到2.26×10~5 cm^(-3),平均粒径156.8 nm,单分散性1.38,氡室内氡子体平衡因子可调控达到0.65。

气溶胶粒径分布对肺模型评价氡子体有效剂量的影响

剂量学近似方法常用于评估氡子体有效剂量。在回顾ICRP66号肺模型的基础上,计算分析了气溶胶粒径对肺部区域沉积份额的影响。在此基础上,计算讨论了气溶胶粒径分布对氡子体有效剂量转换系数的影响,结合粒径分布实验测量值,综述了典型环境下氡子体有效剂量转换系数同未结合态份额及结合态粒径分布的关系。

铀矿地质勘探队井下作业人员氡子体暴露量估算及肺癌危险调查

本文给出8个铀矿地勘队井下作业人员氡子体暴露量估算及肺癌危险调查结果。采用历史前瞻性调查方法,共调查井下组19493人·年,对照组16966人·年。在1971—1986年16年观察期内,井下组中观察到肺癌7例,对照组中为3例。考虑到10年的肺癌潜伏期,井下组人员1971年至1976年的氡子体人均累积暴露量约为0.35J·hm^(-3)～(100WLM),γ外照射人均有效剂量当量约为0.031Sv,内外照射的总人均有效剂量当量为1.03Sv。在1971—1986年观察期间,井下组肺癌绝对危险系数及超额相对危险系数分别为519例(10~6人年J·hm^(-3))^(-1)〔1.82例(10~6人年WLM)^(-1)〕及294%(J·hm^(-3))^(-1)(1.03%WLM^(-1))。