Current Status of Rn-220 Chamber Carrier Aerosol Modulation Research

Radon is the most important source of natural radiation to human beings and the second major causative agent of lung cancer other than smoking. In recent years, the hazards of human exposure to thoron (Rn-220), another isotope of radon, and its progeny have gained consensus. To accurately evaluate the dose level and hazards of Rn-220 and its progeny, a standard Rn-220 chamber with strong regulation ability for Rn-220 and its progeny needs to be established for the scale or calibration of measurement instruments. This paper describes the hazards, sources, behavioral characteristics of Rn-220 and its progeny, and some representative Rn-220 chambers established in various countries.

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%。

某核电厂员工因氡及^(222)Rn/^(220)Rn子体所致剂量评价

对核电厂员工按工作性质、区域进行分组,运用FT-648型测氡仪对核电厂各监测区域采用经湿度校正的双滤膜法测量氡的浓度、总α五段法测量222Rn/220Rn短寿命放射性子体的浓度,研究核电厂工作人员因氡及222Rn/220Rn子体所致年有效剂量,提出高氡区域的具体防护措施。研究结果表明,核电厂中除乏燃料水池外,其他各区域监测数据均比国际辐射防护委员会推荐值低。

中国部分地区^(220)Rn浓度的测量

目的 了解我国不同地区室内外^(220)Rn及其子体的水平及对居民所产生的有效剂量。方法 采用日本名古屋大学提供人的Rn-Tn固体径迹探测器和子体潜能法测量了室内外^(222)Rn、^(220)Rn及其子体的浓度,用UNSCEAR 1996年报告给出的^(222)Rn、^(220)Rn剂量转换系数估算了吸入^(222)Rn和^(220)Rn子体产生的年均有效剂量。对土壤中^(232)Th含量与^(220)Rn浓度的相关性及其影响因素进行了探讨。结果 北京、广州、珠海、平凉等地室内^(220)Rn及其子体的浓度分别是<LLD～1326Bq·m^(-3)和<LLD～4.7EEC Bq·m^(-3);室外^(220)Rn子体的浓度是<LLD～2.2EEC Bq·m^(-3)。^(220)Rn及其子体所致的年均有效剂量为0.18～0.60mSv,占^(222)Rn、^(220)Rn及其子体总有效剂量当量的13.1％～55.6％。室外^(220)Rn及子体的浓度取决于土壤中^(232)Th的含量。影响室内^(220)Rn浓度的主要原因是建筑材料中^(232)Th的含量及^(220)Rn的面析出率。结论 我国室内外^(220)Rn浓度普遍高于世界平均值,这与我国土壤中^(220)Rn的母体核素^(232)Th含量偏高有关。

河北省地下煤矿^(222)Rn、^(220)Rn水平及γ剂量率的调查

目的调查河北省唐山地区地下煤矿放射性水平。方法应用累积测量和瞬时测量技术对四个地下煤矿氡浓度和γ剂量率进行测量,以及用高纯锗γ谱仪对各煤矿的放射性核素活度浓度测量。结果对四个煤矿累积测量表明:矿区煤矿222Rn浓度约为50.1Bq/m3,220Rn约为38.4Bq/m3,矿井下γ剂量率约为108nGy/h;瞬时取样测量表明矿区煤矿中222Rn浓度约为60.8Bq/m3,矿区地表γ剂量率约为67nGy/h;煤矿中煤和矸石238U,226Ra,232Th,40K放射性活度浓度算术平均值分别为39.6,31.3,36.3,26.0Bq/kg。结论唐山地区地下煤矿氡浓度高于环境氡浓度,该矿区煤的放射性核素含量低于全国平均值,矿区归一化集体剂量4.76人mSv/万t。

^(220)Rn 对固体径迹探测器测量 ^(222)Rn 影响的研究

本文介绍了２２０Ｒｎ对固体径迹探测器测量２２２Ｒｎ影响的实验研究结果。为了估计氡及子体的年均暴露量，α径迹探测器已广泛用于室内２２２Ｒｎ浓度测量。由于某些探测器采用的滤膜具有很大的空气交换率，在测量过程中２２０Ｒｎ也可以与２２２Ｒｎ一道扩散到测量杯中，对测量结果造成干扰，以致过高估计了被测场所空气中的２２２Ｒｎ浓度，而忽略了２２０Ｒｎ的贡献，这是一个值得注意的问题。

^(222)Rn/^(220)Rn子体测量方法与仪器比较

在小型氡混合室对抓取测量、连续测量和累积测量三种方法及仪器测量结果进行了比较。与优化五段法相比,对于222Rn平衡当量浓度,BWLM连续测量仪和24 h累积探测器测量结果分别高出其31%和29%,Wlx仪偏低20%左右;对于220Rn平衡当量浓度,FJ414-142低本底闪烁探测器和KF-602D氡子体测量仪的测量结果分别偏高86%和18%,BWLM连续测量仪和24 h累积探测器测量结果分别偏高28%和36%,Wlx仪偏低5%左右。对于这几种方法和仪器测量数据之间的差异,须进一步研究。

^(222)Rn/^(220)Rn子体连续测量仪采集α能谱的峰重叠因子研究

为配合222Rn/220Rn子体连续测量仪的研制,开展了用222Rn/220Rn子体测量仪采集α能谱的峰重叠因子研究。本研究以国家标准222Rn室与220Rn室分别作为纯222Rn子体与220Rn子体测量环境,用222Rn/220Rn子体连续测量仪采集222Rn子体与220Rn子体α能谱,求得各α能峰的重叠因子。研究结果表明:非真空条件下220Rn子体发射的8.78Me Vα粒子慢化到7.69Me Vα能谱峰计数区,以及222Rn子体发射的7.69Me Vα粒子慢化到6.00Me Vα能谱峰计数区的概率较大,可取0.0335、0.1791作为表征α能谱峰重叠情况的峰重叠因子θ1、θ2典型值。而8.78Me Vα粒子慢化到6.00Me Vα能谱峰计数区的概率非常小,其峰重叠因子θ3可以忽略;同一张滤膜重复多次使用并未导致峰重叠因子显著的变化,且不同滤膜的峰重叠因子的差异在2%以内,对测量仪测量误差的贡献有限。

被动累积^(222)Rn-^(222)Rn探测器

本文采用 2只扩散杯 ,一只选择渗透率较大的滤膜 ,使2 2 2 Rn和2 2 0 Rn能很容易的进入。另一只选择渗透率较小的滤膜 ,该滤膜只允许2 2 2 Rn进入 ,半衰期较短的2 2 0 Rn被阻挡在外面。通过不同滤膜扩散率的差异 ,改变探测器的空气交换率 ,从而达到同时测量2 2 2 Rn和2 2 0

^(222)Rn/^(220)Rn绝对测量小闪烁室的ZnS(Ag)涂层厚度确定

ZnS(Ag)涂层厚度会影响222 Rn/220 Rn绝对测量小闪烁室的探测效率.用241 Amα电镀参考源对厚度为10 mg/cm2的ZnS(Ag)涂层α探测效率进行了实验验证.分别采用解析方法与MCNP模拟方法计算了相对立体角修正因子,讨论了空气层对α粒子的吸收修正,分析了不确定度来源.实验结果表明,10 mg/cm2 ZnS(Ag)涂层对α粒子的探测效率在102.4%～103.1%之间,不确定度小于5.44%.在实验不确定度范围内,可认为其对α粒子的探测效率为100%.实验证明了222Rn/220Rn绝对测量小闪烁室内采用10 mg/cm2厚的ZnS(Ag)涂层是可行的.

新型^(222)Rn和^(220)Rn及其子体浓度连续监测仪应用研究

在CAM基础上,加入^(222)Rn和^(220)Rn及其子体浓度连续监测方法,实现^(222)Rn和^(220)Rn及其各自子体浓度连续监测,并开展了测试,结果显示氡气测量上有较好的一致性,总体方法及仪器能给出可信和合理的结果.

基于半导体探测法^(220)Rn测量仪的准确刻度

采用多道脉冲幅度分析器测定216Po 6.78 Me V能谱峰对6.00 Me V计数区的峰重叠因子μ为0.0897.将流气式固体220Rn源作为标准源测定220Rn测量仪测220Rn刻度系数为9.4004.提高了半导体探测法型220Rn测量仪刻度的准确性与测220Rn准确度.

^(220)Rn室中^(220)Rn浓度的调控研究

描述了220Rn室的结构.探讨了用延时法调节220Rn浓度的方法.该方法可有效的调节箱体中220Rn浓度.用檀香燃烧的烟气作为气溶胶注入箱体中,测量了箱体中ThB(212Pb)浓度和气溶胶的关系.箱体中的气溶胶粒子浓度需大于104P/m3以上才能有效建立箱体中的ThB浓度.烟气气溶胶会堵塞气路,污染探测元件,有待以后研究改进.

基于Geant4的分辨型剂量盒中^(220)Rn的探测效率研究

为了得到用于^(220)Rn测量的分辨型剂量盒中包裹不同厚度铝膜的剂量片探测效率,利用蒙特卡洛计算程序Geant4建立了φ8.0 cmX3.2 cm分辨型剂量盒模型,模拟了该剂量盒中a射线与空气、铝膜和CR-39剂量片的相互作用过程,确定了用于^(220)Rn测量的铝膜厚度,得到了包裹不同厚度铝膜的剂量片对^(220)Rn的探测效率,并在标准氢室和钍室内开展了验证实验。研究结果表明:当铝膜厚度为41μm时,Geant4模拟计算得到的探测效率为53.2%,与实验数值分析结果相对偏差为-5.6%,验证了模拟结果的正确性。所建立的计算模型可用于深入开展^(222)Rn和^(220)Rn的分辨测量研究。

减压法降低混凝土建筑物内墙表面的^(220)Rn析出率

为了研究降低香港高层混凝土建筑物室内 2 2 2 Rn和 2 2 0 Rn水平的新方法——墙体减压法 ,香港大学建造了一个专用实验室。通过实验室墙体内的孔洞 ,用抽气法 (降低墙体内的压力 )将墙体中的 2 2 2 Rn和 2 2 0 Rn排走 ,从而可以减少 2 2 2 Rn和 2 2 0 Rn从内墙表面的析出。用吸收体法测 2 2 0 Rn剂量计测量了内墙表面的 2 2 0 Rn析出率随墙体中压力和随测点距抽气孔位置变化的规律。测量结果表明 ,墙体减压法也可以降低内墙表面的 2 2 0 Rn析出率 ,但与降低 2 2 2 Rn析出率相比 。

基于单小闪烁室延时法绝对测量^(222)Rn/^(220)Rn方案验证

文章提出了单小闪烁室采用延时法对222Rn/220Rn进行绝对测量的方案,并给出了使用222Rn对这种方案进行验证的条件,设计了验证实验。实验结果表明,延时后小闪烁室的浓度与球形闪烁室作为参考值的偏差在-2.9%^+3.4%之间。从小闪烁室的浓度随时间的波动来看,延时后最佳测量氡的时间段是10~45分钟。实验证明采用单小闪烁室延时法对222Rn/220Rn浓度进行绝对测量是可行的。

钍射气^(220)Rn测量方法综述

介绍并分析了钍射气220Rn的几种主要测量方法,包括双滤膜法、闪烁室法、固体核径迹法、主动式活性炭吸附法和半导体探测法,阐述了220Rn测量仪的刻度方法。

空气中^(222)Rn/^(220)Rn子体α潜能浓度测量方法的研究进展

综述了空气中222Rn/220Rn子体α潜能浓度的各种测量方法,重点介绍了联合测量222Rn/220Rn子体α潜能浓度的各种方法的实验设备和基本原理,并且根据实际情况分析了各种方法的优缺点.

^(220)Rn子体源箱的数值模拟与性能优化

^(220)Rn子体源箱是^(220)Rn室可靠调控的重要组成部分,对其进行优化设计是建立高水平^(220)Rn室的关键技术之一。本文在南华大学现有^(220)Rn子体源箱和前期研究的基础上,采用计算流体力学方法建立了^(220)Rn子体源箱数值模型,分析了入口流率、箱体轴向长度和换气率等对^(220)Rn子体源箱性能的影响,进行了性能模拟结果与实验对比,最后开展了源箱的优化分析。结果表明:模拟和实验所获得的规律一致,模拟结果与实验结果相对误差保持在11%以内;增大入口流率能有效改善源箱^(220)Rn子体的均匀性和稳定性,并增大源箱子体气溶胶的输出能力;当轴向长度一定时,入口流率均从1 L/min增加至10 L/min后,^(220)Rn子体气溶胶浓度达稳定状态的时间最大可缩短66.41%,^(220)Rn子体气溶胶活度输出率最大可增加20.25%,^(220)Rn子体源箱的均匀性先变差后变好,且在入口流率为4 L/min时均匀性最差;增加源箱轴向长度对^(220)Rn子体的均匀性和稳定性影响不明显,但能有效提高^(220)Rn子体气溶胶活度输出率;当入口空气流率设置为1~10 L/min且保持不变时,轴向长度从100 cm增至140 cm,^(220)Rn子体气溶胶浓度达稳定状态的时间变化不明显,^(220)Rn子体气溶胶活度输出率最大可增加48.51%,^(220)Rn子体源箱的均匀性先变差后变好。

^(222)Rn/^(220)Rn室中衰变子体参考水平逐个定值法不确定度评定

对^(222)Rn/^(220)Rn室中1^(222)Rn/^(220)Rn子体参考水平逐个定值法的不确定度分量进行了实验验证及数据处理,并对最终的合成标准不确定度及扩展不确定度进行了分析。结果表明:本定值方法的合成标准不确定度及扩展不确定度较低,满足对其标准化的要求,为2^(222)Rn/^(220)Rn子体计量标准提供了可靠的定值方法。