氡

氡是一种化学元素,其符号为Rn,原子序数为86。它是一种具有放射性的无色、无味的惰性气体。作为放射性衰变链的中间子体,由钍和铀通过衰变链缓慢地衰变为铅和各种其他短寿命放射性元素的过程中释放;氡本身是镭的直接衰变产物。它最稳定的同位素222 Rn的半衰期只有3.8 d。其它同位素包括219 Rn、220 Rn等。氡的衰变产生了许多其他被称为氡子体的短寿命核素,以铅的稳定同位素结束。氡同位素氡没有稳定的同位素。共鉴定出39种放射性同位素,原子质量在193至231之间。最稳定的同位素是222 Rn,它是226 Ra的衰变产物,属于238 U衰变链。222 Rn的子体中也有少量(高度不稳定的)同位素218 Rn。

部分建筑材料氡析出分析

目前,蒸压加气混凝土板与轻质墙体板这两种新墙面材料正在大量推广使用,其氡析出应予以关注。通过试验研究蒸压加气混凝土板与轻质墙体板在相同环境中氡的析出规律,对水泥砂浆抹面蒸压加气混凝土板和水泥砂浆抹面轻质墙板的氡析出效应进行检验。研究结果以期为民用建筑减少和预防氡析出的设计提供相关参考。

室内氡实时监测预警系统设计

针对室内氡实时监测的问题,提出一种基于嵌入式技术、无线通信技术和传感器技术的室内氡实时监测预警系统的设计方案。该系统包括服务器和终端控制器两部分,能够实现对室内氡浓度的远程实时监测与预警。其中,服务器是使用面向对象语言设计的可视化实时监测平台;终端控制器使用STM32芯片作为主控芯片核心,主要实现α粒子数的采集与传输,包含α粒子探测器模块、Wi-Fi无线传输模块、语音预警模块等。服务器和终端控制器使用TCP/IP协议进行通信,终端控制器将当前采集的α粒子数使用特定的数据帧格式,通过无线通信的形式传输给服务器。实验表明,室内氡实时监测预警系统运行稳定,测量精度较高,实时性好。

氡气测量研究

讨论了氡的运移规律，结果发现，氡及其子体在理想条件下的空气中，其扩散作用小于10％，地球引力导致的下沉作用小于45％，上浮的贡献大于45％。介绍了氡的探测方法和电离室α杯测氡的应用概况。

REM-Ⅱ型氡析出率仪的研制

介绍了一种可携式介质表面氡析出率仪 ,该仪器用静电收集探测室对氡衰变的 2 18Po所释放的 α粒子脉冲计数进行测量。用 φ5 0 mm金硅面垒探测器 ,计数容量 999999,测量范围 10 -5～ 10 2 Bq/ m2·s。仪器有两种工作方式以适应高低不同析出率范围的选择测量 ,可改变参数设置 ,计数自动显示 。

^(220)Rn累积测量的吸收体法及其应用

利用220Rn子体ThC’衰变产生的α粒子能量较氡及其子体衰变产生的α粒子能量都高的特点,发展了一种220Rn测量的吸收体方法。本文介绍了加吸收体甄别氡及实现220Rn直接测量的原理、剂量计及其刻度方法。该剂量计测量220Rn暴露量和介质表面220Rn析出率的刻度系数分别为R0=0.0767cm–2(kBq·m–3·h)–1和R=0.1300cm–2(kBq·m–3·h)–1。当测量周期7d,所用CR-39本底径迹密度标准差ST=1.6cm–2时,其测220Rn浓度与220Rn析出率的探测下限分别为LLDC=248.4Bq·m–3和LLDE=34.8mBq·m–2·s–1。220Rn累积测量的吸收体法在环境220Rn水平测量、室内220Rn及其子体水平分布测量和介质表面220Rn析出率测量中得到了应用。

氡测量仪检定/校准装置的研制

为建立氡测量的计量标准,研制以多功能的标准氡室为核心的氡测量仪检定/校准装置。采用氡浓度动态稳定技术以实现氡浓度的自动调控;设计用夹胶钢化玻璃制作氡室以减少箱体对氡的吸附,并具有良好的保温效果;设计制作温湿度调控系统和气溶胶发生与采集装置,实现氡子体放射性气溶胶的检测功能。装置氡室体积为4m3,氡浓度测量范围为370～20000Bq/m3,氡浓度值测量结果的相对扩展不确定度不超过5.8%,可用于测氡仪器的检定校准和氡子体放射性气溶胶的实验研究。

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。

空气中^222Rn／^220Rn子体水平α能谱测量方法的优化

通过222Rn/220Rn子体α能谱测量程序对222Rn/220Rn子体测量不确定度的分析,获得了有关采样时间、测量时间段、总测量时间与222Rn/220Rn子体测量不确定度的较清晰的关系。在此基础上,按照快速准确测量222Rn/220Rn子体的原则,优化了一种222Rn/220Rn子体α能谱测量程序,并通过和多种早先提出的222Rn/220Rn子体测量程序的实验对比,验证了该测量程序的合理性。

用双滤膜法测定氡析出率的实验研究

用双滤膜方法对居室和建材的氡析出率进行了可行性测定及探讨 ,数个测点实测结果表明 :与常规的活性炭方法相比 ,双滤膜方法原理可行 ,操作简单 ,结果可比 ,是一种更加灵敏、高效、快速的氡析出率测定方法 .

北京某煤矿氡水平的调查及剂量估算

本文介绍在１９９２年７月至１９９３年７月期间，用两种固体核径迹探测器对北京某煤矿氡水平进行的调查。“杯式探测器”可以同时测量氡浓度及平衡因子，布放于井下２３个监测点，测得井下氡浓度平均值为７０６±３８Ｂｑ／ｍ３，平衡因子平均值为０．３４±０．０５。氡浓度的变化规律为秋冬季低、春夏季高，平衡因子则反之。另外，在“矿工”（下井时间较长）和“技术管理干部”（下井时间较短）两个人群各选择了１０名，胸前佩带“袋式探测器”，测得其暴露处年平均氡浓度分别为１３１和９９Ｂｑ／ｍ３。根据他们各自的停留时间，扣除井上氡的影响，估算得井下氡及氡子体对他们造成的年个人有效剂量分别为２．７和１．５ｍＳｖ。

利用静电收集^(218)Po实现无源连续测氡

介绍了静电收集探测室的性能 ,利用此静电收集探测室对氡衰变的 2 18Po所放出的 α粒子脉冲计数进行测量。实验表明 :这种静电收集探测室对氡的变化有快的反应 。

被动积分测^(220)Rn技术中^(222)Rn的甄别方法

提出了在CR-39SSNTD受照面加一定厚度的吸收体甄别掉氡，从而实现直接被动积分测量水平的方法。这种甄别掉氡的方法会降低测灵敏度，但通过在采样小室加静电场的方法可以将测灵敏度大大提高。

中国传统房屋^(220)Rn平衡因子的研究

本文对中国传统土结构房屋中220Rn浓度(CTn)及其子体浓度(Cp,Tn)的空间分布与季节变化进行了测量。结果显示,CTn的空间分布有明显的浓度梯度变化,与发生源(裸露的墙面和地面)的距离呈指数衰减,同时存在较好线性关系和可重复性。CTn的季节变化是秋季高,冬春季低,季均值与年均值的相对偏差与222Rn接近。Cp,Tn的季节变化类似于CTn和Cp,Rn,其空间变化可忽略。固定220Rn的测量距离,CTn与Cp,Tn间有明确的关系。距墙2.5 cm和20 cm得到的220Rn的平衡因子(FTn)分别为0.003±0.001和0.017±0.014。经验证,Cp,Tn的实测结果与采用FTn的估算结果符合较好。相对于220Rn子体,220Rn浓度的测量更易实现,FTn的引用为室内220Rn剂量评价提供了一个简单可靠的方法。

用主动式活性炭盒测定室内环境的^(222)Rn和^(220)Rn浓度

把１０ｃｍ被动式活性炭盒稍加改装后进行主动式空气来样，用高效率ＨＰＧｅγ谱仪测量的２２２Ｒｎ／２２０Ｒｎ短寿命子体的３５２ｋｅＶ／２３９ｋｅＶ的γ射线净峰面积，经刻度后可同时得到空气中２２２Ｒｎ和２２０的浓度。２２２Ｒｎ和２２０Ｒｎ的实测刻度因子分别为０．２６３Ｂｑ－１．ｍ３．ｍｉｎ－１和０．１８２Ｂｑ－１．ｍ３．ｍｉｎ－１。给出室内环境和经各种空气处理的试验性测量结果：２２２Ｒｎ浓度为４５．５－１４０Ｂｑ．ｍ－３，２２０Ｒｎ浓度为４．９２－１４．２Ｂｑ．ｍ－３。

小^(220)Rn室的研究

研制了一个125L的小220Rn室。在充220Rn和循环气流流速、风扇转速不变条件下,测量左、右两个侧面上不同位置的采样孔的220Rn水平,相对偏差仅为0.66%,且连续5d在同一采样孔采样测量,测量结果的相对偏差仅为1.6%。系统的总不确定度小于3.5%。

氡及其子体运移规律的实验研究

氡及其子体的运移规律研究是基础理论课题之一。从实验入手，通过在室内较理想的条件下所进行的氡及其子体“自身”固有运移规律实验研究，发现氡及其子体在较理想条件下的空气中，纵向运移能力远大于横向运移能力，向上运移能力与向下运移能力相当，甚至有超过的现象。其规律是：扩散作用小，不及１０％；地球引力导致的下沉作用不及４５％；氡及其子体上浮的贡献大于４５％．

活性炭局部降氡效率理论模型研究

活性炭具有较强的吸氡能力,利用该特性可实现局部空间降氡的目的。本文研究了活性炭局部降氡实际应用中最大降氡效率与活性炭吸附系数、活性炭质量、空间体积、环境温度及湿度等的关系,建立了计算活性炭局部降氡效率的理论模型,并通过菲律宾产4×8目和12×20目两种粒径的活性炭对理论模型进行了实验验证。结果表明,理论值和实测值的一致性较好,相对偏差均在±4.7%以内。

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。

固体核径迹测氡风速影响的研究

固体核径迹方法具有探测限低及受环境影响较小等优点,在矿工职业卫生评价与环境氡水平调查中已广泛应用,然而当测量环境风速较大时,该方法是否还能满足要求是一个值得关注的问题。本文利用伯努利定律就风速对密闭式固体核径迹测氡方法响应的影响进行了理论分析,并在南华大学氡实验室对核工业北京化工冶金研究院生产的KF-606B固体核径迹累积氡探测器(密闭式)进行了风速影响的实验研究。理论和实验结果均表明,通常情况下风速不是密闭式固体核径迹测氡的主要影响因素,该方法可满足环境风速较大时的测量要求。