AlphaGUARD PQ2000测氡仪扩散模式下对^(220)Rn的响应研究

测量环境的^(222)Rn浓度时,如果存在高浓度^(220)Rn,将会对无法甄别^(222)Rn/^(220)Rn的测量仪器的测量结果产生干扰,有必要确定该类测量仪器对^(220)Rn的响应程度,以确保其^(222)Rn浓度测量结果的准确性。本文针对AlphaGUARD PQ2000测氡仪对^(220)Rn的响应系数随风速和风向的变化在标准^(220)Rn室中开展了实验研究,使用单闪烁室流气静态法测量^(220)Rn室中的^(220)Rn浓度,观察不同风速风向下AlphaGUARD PQ2000的^(222)Rn浓度示值来计算AlphaGUARD PQ2000对^(220)Rn的响应系数。研究结果表明:风速和风向的改变都会使得响应系数发生变化,风速从0.05 m·s^(-1)增大到3.50 m·s^(-1)时,AlphaGUARD PQ2000对^(220)Rn的响应系数从0.044增大到0.126;静态无风时响应系数为0.049;固定风速为0.71 m·s^(-1),风向与AlphaGUARD PQ2000扩散窗的角度从0°变化到180°时,响应系数从0.083减小到0.051;固定风速为1.43 m·s^(-1),风向与AlphaGUARD PQ2000扩散窗的角度从0°变化到180°时,响应系数从0.115减小到0.081。本研究得到的响应系数随风速风向的变化规律可为修正^(220)Rn对AlphaGUARD PQ2000测氡仪扩散模式下^(222)Rn的测量结果的干扰提供参考。

AlphaGUARD测氡仪的^(220)Rn响应研究

基于最优化电离室设计的AlphaGUARD测氡仪是目前国内外最稳定准确的商用氡探测器,其作为氡测量标准传递装置广泛应用于国内外各个氡室中。在通常氡浓度水平下,该仪器基于脉冲电离室工作原理,只记录α粒子计数,不能甄别能谱,故只能使用于纯222Rn环境的测量。为研究该仪器对环境中有可能存在的钍射气的响应,本文从AlphaGUARD测氡仪两种工作模式下220Rn响应机理出发对Alpha-GUARD测氡仪的220Rn响应系数S进行了实验研究。研究结果表明:流气模式下,采样流速为1.0L.min-1时,220Rn的流速修正因子R为0.80;扩散模式下220Rn响应系数S不随220Rn浓度和222Rn/220Rn混合浓度比的变化而变化,为6.09%。

基于AlphaGUARD P2000F测氡仪利用水中溶解氡对DDL-1型气氡仪校准的实验研究

对测氡仪器进行定期校准是保证测量结果准确性和可靠性的关键。基于用国际公认的计量传递仪器AlphaGUARD P2000F作为氡气溯源仪器及其自带水氡测量组件对三套DDL-1型电离法测氡仪使用水中溶解氡进行校准实验。实验结果和用固体氡源校准三套仪器的结果与仪器出厂校准结果进行对比,两种校准方法的K值相对误差均小于5%,达到目前地震监测氡观测技术要求。实验结果表明,水中溶解氡代替固体氡气源校准,可以解决目前固体氡源校准中存在的运输困难、维修技术要求高、国家环保部门监管严格等问题,为地震氡观测仪器校准技术找到了一种新的途径.

AlphaGUARD在主/被动模式下对^(222)Rn体积活度的响应

AlphaGUARD是目前技术性能最优的测氡仪之一,常用作氡测量传递标准。文章介绍了AlphaGUARD主动与被动测量模式的原理,对AlphaGUARD在主动和被动两种工作模式下和不同采样流速下的氡体积活度响应作了分析对比,实验结果表明:主动模式下AlphaGUARD体积活度响应小于在被动模式下,采样流速对AlphaGUARD的体积活度响应无明显影响;AlphaGUARD对222Rn体积活度的测量重复性随222Rn体积活度的增大而减小,但是尚得不到其重复性随采样流量的变化规律。

AlphaGUARD与FD-125测氡仪的对比观测研究

本文用AlphaGUARD测氡仪进行真空状态下静置时间与氡浓度关系的实验,以总结AlphaGUARD测氡仪测试氡值的最佳稳定时间段及氡值变化是否符合氡衰变规律;通过对平行样品的观测,分析了AlphaGUARD测氡仪与FD-125测氡仪的一致性问题。结果表明,在静置时间70min以内,氡值变化比较稳定,70min之后氡观测值逐渐降低,基本符合氡放射性衰变规律:AlphaGUARD测氡仪与FD-125测氡仪结果具有一定偏差,平均相对偏差小于约10%。据推测可能是两个仪器的系统测试误差造成的,另外FD-125测氡仪自身存在校准氡源活度与样品浓度差距过大而导致测试结果偏离等缺点。以上实验结果为AlphaGUARD测氡仪在地震系统的推广应用积累了经验。

夏县台AlphaGUARD测氡仪与FD-125水氡仪对比观测试验

因固体氡源运输过程中的不便及严格的放射性监管要求,影响夏县台FD-125测氡仪的校准工作,后引进AlphaGUARD测氡仪进行水氡观测实验。通过对AlphaGUARD测氡仪与FD-125水氡仪观测值误差结果的对比分析,结果表明,AlphaGUARD测氡仪测值较稳定,与夏县台FD-125水氡仪测值接近,具有替代FD-125水氡仪观测及对其进行K值标定的可行性。

AlphaGUARD P2000F测氡仪在测氡仪器校准中的应用实验

对测氡仪器进行校准是保证观测数据准确可靠的重要前提。本文从校准原理、操作流程、准确度方面,对3种利用传统氡气固体源进行测氡仪器校准的方法进行了总结和讨论,重点介绍了基于AlphaGUARD P2000F测氡仪,利用水中溶解氡气对其他测氡仪校准的基本原理、校准流程,分析了该校准方法的优缺点。为了分析利用水中溶解氡气与传统氡气固体源对测氡仪校准的准确度差异,设计采用2种校准方法,分别对FD-125测氡仪3个闪烁室进行实验。实验表明,使用水中溶解氡气校准法得到的06、07、08闪烁室的校准因子与传统氡气固体源校准的相对误差分别为1.46%、1.6%、1.42%,准确度差异较小。目前固体氡源存在运输困难、严重老化、国家环保部门监管严格等问题,利用水中溶解氡气开展测氡仪器校准可以作为一种有效的解决方案。

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。

测氡仪标准仪器校准法的条件研究

利用AlphaGUARD测氡仪及AquaKIT水氡测量组件,使用水中溶解氡对FD-125测氡仪标配的两个闪烁室进行标准仪器校准。通过改变系统内体积,保证系统内AlphaGUARD测氡仪读数分别在<1 000Bq/m^3,1 000~2 000Bq/m^3,……,>10 000Bq/m^3等6个不同范围内。结果表明,当系统内氡体积活度大于1 000Bq/m^3时,所得到的K值相对于均值的偏差均≤5%,而且相对于氡气固体源校准得到的k值相对误差均≤5%;而当系统内氡体积活度小于1 000Bq/m^3时,所得到的K值相对于均值的偏差较大(10.2%与13.3%)。因此,认为标准仪器校准需要的条件是系统内氡体积活度>1 000Bq/m^3,再根据氡在闭合系统内的水气平衡公式,得到台站开展标准仪器校准所需的最低水氡体积活度。本工作进一步研究了利用水中溶解氡加标准仪器的标准仪器校准技术代替氡气固体源校准的方法,而且基本确定了开展标准仪器校准所需条件,为下一步该校准方法规程的制定与方法推广奠定理论基础。

高桥断裂带土氡浓度特征研究

测量高桥断裂土氡(Rn)浓度,分析龚家桥及中阳坡2条测线的土氡浓度特征,并与宏观剖面对比,以揭示断裂的位置、规模等信息。结果显示,2条测线中土氡浓度背景值分别为34138Bq/m^3、26960Bq/m^3,异常下限分别为53580Bq/m^3、53322Bq/m^3,土氡异常区域指示龚家桥处断裂宽度不超过60m,中阳坡处断裂宽度不超过40m。

利用Origin软件对氡室补氡数据进行拟合分析

应用Origin软件对AlphaGUARD测氡仪的氡室补氡数据进行分析。在推导了氡室补氡模型的基础上,采用自定义函数的方式进行曲线拟合,并对拟合结果和误差进行了详细说明。该数据拟合方法操作简单,精确度高,有一定的实用价值。

地震监测氡观测仪器校准新方法研究

利用国际刻度参考装置AlphaGUARD测氡仪及水氡测量组件,使用水中溶解氡(或豁免级氡气源),开展代替目前氡气固体源校准方法实验。对FD-125测氡仪标配的3个闪烁室(1#、3#及5#)分别使用水中溶解氡和氡气固体源进行校准实验,3个闪烁室的校准K值相对误差分别为5.06%,1.92%及2.76%,可以达到目前地震监测氡观测技术要求。实验结果表明,水中溶解氡代替氡气固体源校准,可以解决目前氡气固体源校准中存在的运输困难、维修技术要求高等问题,是今后氡观测仪器校准技术的发展趋势。

地震氡观测计量溯源初步探究

根据氡观测仪的氡室校准和氡气固体源校准两种校准方式的实验结果,讨论了使用标准仪器校准氡观测仪器的可靠性问题。用国际公认的计量传递仪器AlphaGUARD P2000Pro或AlphaGUARD P2000F测氡仪作为氡气溯源仪器,对九江地震台FD-125氡钍分析器的三个闪烁室进行了氡室校准、氡气固体源校准和仪器校准三种方法实验,得到标准仪器校准、氡气固体源校准得出K值相对氡室校准结果偏差均小于6%,结果表明,三种方法的校准结果均符合目前氡观测计量溯源技术要求,能达到与国家氡计量刻度相统一目的。

宁波站DDL-2与FD-105K测氡仪对比观测研究

测氡仪对比观测研究是探索仪器运行规律和提供可靠地震研究数据的支撑。文章基于使用AlphaGUARD P2000测氡仪作为无源标定仪器对DDL-2测氡仪进行溶解氡的校准实验,开展DDL-2测氡仪氡浓度响应研究以及DDL-2测氡仪和FD-105K测氡仪对比观测研究。结果表明:(1)校准K值的偏差值都在4.827 6%以内,满足目前地震监测观测技术要求和仪器标定要求;(2)DDL-2测氡仪可描述动态的水氡浓度,使用Origin 2018数据分析软件对氡浓度绘制拟合曲线,为氡值变化过程提供数学模型,鼓泡过程中水氡浓度经历迅速上升期、平缓期和稳定期,稳定后氡浓度变化幅度约为5.0 Bq/L,并且变化形态不尽相同;(3)使用Origin 2018对比分析数据,发现DDL-2测氡仪与AlphaGUARD P2000测氡仪较FD-105K测氡仪氡浓度日变化响应更灵敏且氡测值曲线吻合度更高。