基于ERS2S测氡仪的氡析出率准确测量研究.pdf

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1、第35卷第2期核电子学与探测技术V01．35No．22015年2月NuclearElectronics＆DetectionTechnologyFeb．2015基于ERS2S测氡仪的氡析出率准确测量研究张叶，张雄杰。，杨亚新，郑勇明(1．东华理工大学放射性地质与勘探技术国防重点学科实验室，南昌330013；2．南京航空航天大学材料科学与技术学院，南京，211100；3核技术应用教育部工程研究中心(东华理工大学)，南昌330013)摘要：氡析出率的测定是废石堆、尾矿堆监测治理中的重要指标，德国ERS2S氡钍射

2、气析出率测量仪提供了线性拟合和指数拟合两种数据处理方式，在实际工作中往往出现难以确定选择使用何种数据处理方式能得到较为准确的氡析出率。针对该问题本文从线性拟合和指数拟合两种计算方法的理论模型人手，分析两种拟合方法的适用范围。研究表明线性拟合适合短时间测量，随着测量时间的增加，线性拟合计算的氡析出率误差将会不断增大。指数拟合需要测量数据较多，短时间测量时容易产生较大误差，长时间测量拟合度较好。研究成果有利于使用ERS2S测氧仪准确测量氡析出率，同时也为氡析出率的新测量方法的研究提供了理论、实践基础。关键词：

3、氧析出率；ERS2S测氡仪；线性拟合；指数拟合中图分类号：TL84文献标志码：A文章编号：0258-0934(2015)02-0150-04据不完全统计，世界主要产铀国每年产生手段一。为此，研究人员广泛开展了氡析出铀尾矿量约数千万吨，并且随着铀矿石品位的率的测定及其影响因素的研究工作。降低，铀废石、尾矿量还将大幅度增加¨】。氡德国ERS2S氡钍射气析出率测量仪(简析出率测量是评价铀废石、尾矿退役治理效果称：ERS测氡仪)是一款专门为氡析出率测量的关键因素】，国标铀矿地质辐射防护和环设计的进口仪器，其通过记

4、录氡子体衰变产生境保护规定(GB15848—1995)中明确规定废渣的粒子数，计算出不同能量粒子的能谱，石堆放场经处理后要设置坚固、明显的标记，防进行温湿度修正后计算出Rn和Rn浓度，IE破坏，表面氡析出率应不大于0．74Bq／m·s；该仪器适用于连续、快速的氡浓度测量．9J。同时国标《民用建筑工程室内环境污染控制规ERS2S测氡仪测量氡析出率提供了线性拟合和范》(GB50325—2001)中已将土壤和建筑材料指数拟合两种数据处理方式。实际工作中一次表面氡析出率测量作为控制室内氡污染的基本测量，两种拟合方

5、法计算出的氡析出率往往差别较大，出现无法确定选择使用何种数据处理收稿日期：2014—12—22方式能得到较为准确的氡析出率。基金项目：江西省青年科学基金项目本文从线性拟合和指数拟合两种计算方法(20132BAB213023)；江西省教育厅科学技术研究项的理论模型人手，分析两种拟合方法的适用范目(赣教技字[12754]号)；放射性地质与勘探技术围，为ERS2S准确计算氡析出率提供参考。国防重点学科实验室开放基金项目(REGT1209)。作者简介：张叶(1982一)，女，在读博士研究生，讲师，从事辐射防护与环

6、境保护工作。1501氡析出率的计算方法：譬，则氡浓度C通过线性拟合为：t，'l-1基本理论C。一Co+vt=Co+(3)ERS2S测氡仪采用局部静态收集法测量氧那么氡析出率表示为：析出率，即在射气介质表面上安置一个由不透氡材料做成的积累箱，积累箱开口的一侧向着．，：(4)射气介质表面，周围用不透氡材料密封，构成积1．3指数拟合法累空间，如图1所示。集氧腔内氡浓度的变化受到反扩散、泄漏d【B等因素的影响，这时集氧腔体里面t时刻的氧浓度C如(2)式所示。C，=Coe．1+[1-e．I]当t一+a。时达到最大值

7、c=苦，且令C(t)=C。一C0·e一，则：C(‘)=C1一e

8、](5)图I表面氡析出率测量示意图【l运用指数拟合的方法对(5)式进行拟合，用密闭容器收集待测射气介质表面析出的求出式中的C和A层。则集氡腔内的氡析出率氡，容器中氡浓度cl随时间变化规律为：可计算为：dC,一AC。一ALC+V(1)，：(6)其中：cl为集氡腔体内t时刻的氡浓度，2两种拟合法适用范围Bq／m3；，为被测介质表面氡析出率，Bq／(m2·8)；．s为ERS2S测氡仪集氡腔体的底面积，m2；为2．1线性拟合法的适用范围ERS测氡仪集

9、氡腔体体积，m3；A为氡的衰变常线性拟合法适用于氧浓度在集氡腔内积累数，s～；A‘为积累空间氡的泄漏常数，8～；的初期，具体时间与等效衰变常数A有关。解此一阶线性非齐次微分方程，设等效衰如图2所示，通过(a)和(b)的对比可以发变常数A=A+A，且令t=O时c

10、=c0，则氡现，当等效衰变常数A=O．08h较小时，用线浓度C。随时间变化规律为：性拟合法计算集氡腔内氡浓度的适用时间比Tac。=c0e_^‘+[1一e‘](2)A=0