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1、常用的氡测量方法常用的氡测量方法有电离室法、闪烁室法、双滤膜法、气球法、静电收集法、固体径迹法、热释光法、活性炭被动吸附法和驻极体测氡法等。下面分别介绍这些方法的原理及优缺点。2.1 电离室法[1,2]含氡气体进入电离室后,氡及其子体放出的A粒子使空气电离,电离室的中央电极积累的正电荷使静电计的中央石英丝带电,在外电场的作用下,石英丝发生偏转,其偏转速度与其上的电荷量成正比,也就是与氡浓度成正比,测出偏转速度就可知道氡的浓度。本方法的优点是:方法可靠,直接快速,既可以直接收集空气样品进行测量,也可以使空气不断流过测量装置进行连续测量,在实验室使用可较快
2、地给出氡浓度及其动态变化。缺点是:灵敏度低(探测下限为10—40Bqöm3[1,2]),不适合低水平测量,设备笨重,不便现场使用;测量时间较长,读数方法原始,要用肉眼观察指示丝的偏转速度。2.2 闪烁室法[3]氡进入闪烁室后,氡及其子体衰变产生的A粒子使闪烁室壁的ZnS(Ag)产生闪光,经光电倍增管和电子学线路最后记录下来。单位时间内的脉冲数与氡浓度成正比,从而可确定氡浓度。本方法的优点是:探测下限低(和闪烁室的几何形状等有关,一般可达3.7Bqöm3,设计好的可达0.37Bqöm3),操作简便,准确度高,缺点是:测量时间较长(3h以上),要求的设备·
3、34·辐射防护通讯 1994年 第14卷 第6期 较多,装置笨重,不便于现场使用。沉积于室内壁的氡子体难于清除,使用时应经常用氮气或老化空气清洗。保存时应充入氮气封闭以保持较低的本底,并经常刻度以保持测量的准确性。另外虽然可以用气袋或金属罐将现场气体取回实验室转移到闪烁室中测量,但气袋对氡气的吸附和泄漏以及远距离情况下的运输问题还有待于研究。2.3 双滤膜法[4]双滤膜筒的结构如图1所示。抽气过程中,入口滤膜滤掉空气中已有的氡子体,“纯氡”在通过双滤膜筒的过程中又生成新的子体(主要是218Po)。其中的一部分为出口滤膜所收集。测量出口滤膜上的A放
4、射性活度,根据氡子体的积累衰变规律即可求出待测空气中的氡浓度。该方法的优点是它既可用来测子体浓度(进气口滤膜),也可测氡浓度(出气口滤膜),其探测下限低(约为3.7Bqöm3),方便快速。缺点是必须确保出口滤膜不被二滤膜之外的氡污染,即必须防止衰变筒和滤膜漏气。本方法受相对湿度的影响较大,影响的程度对不同大小和形状的双滤膜筒有所不同,相对湿度越大,滤膜上测得的A放射性活度越大。解决的办法是将双滤膜筒在不同相对湿度下刻度,求得相应的刻度系数。加大衰变筒体积可以提高灵敏度,但衰变筒太大不便携带。此外该装置要使用电源,不便野外使用。2.4 气球法[5]气球法
5、是在双滤膜法原理的基础上发展起来的,所不同的是用气球代替了双滤膜筒,所采用的气路和测量原理完全相同,它克服了双滤膜法不便携带的缺点。本方法的优点是操作简单,方便快速,仅需0.5h即可给出氡浓度和子体潜能,其采样体积不受限制,增加气球体积即可降低探测限(例如20L的气球和一定的测量程序[6],其灵敏度为37Bq·m-3)。其缺点是气球的球壁效应(吸附和泄漏)和相对湿度对结果的影响较大。为此使用时,要注意气球内外氡浓度不能差异太大,测量时间不能过长,对气球要在不同相对湿度下进行标定,求出相应的湿度修正因子[6]。2.5 静电扩散法[7]该方法的原理是:由于
6、球内外存在氡浓度差,外面的氡通过扩散经泡沫塑料进入球内,0.25h左右建立平衡。泡沫的作用是阻挡氡子体的进入。扩散到灵敏体积中的氡衰变产生氡子体,主要是218Po正离子,在电场作用下被收集在中央电极上,如图2可示,由218Po再衰变产生的A粒子被光电倍增管收集,经电子学线路整形,计数得到相应的脉冲数。通过相对刻度就可以确定待测空气的氡浓度。该方法的优点是探测限较低,为1.85Bqöm3,既可用于室内氡浓度的测量,也可连续监测氡浓度的动态变化。缺点是设备笨重,不便于现场使用。中央电极的收集效率和相对湿度有关,需分别标定。2.6 固体径迹法[8]该方法的原
7、理是使空气自由扩散到装有固体径迹探测器的测量杯中,空气中的氡及衰变子体产生的A粒子在径迹片上因A电离损伤留下径迹。在实验室中经简单的蚀刻处理(通常是在NaOH或KOH溶液中,温度为60—70℃浸泡3—4h)后,在光学显微镜下或用自动火花计数器作径迹计数。经刻度就可得到暴露期间的平均氡浓度。其优点是:价格低廉、小型无源、径迹稳定,适于大规模的氡水平调查,能在12个月的期间内进行累计平均浓度测量。缺点是必要的测量周期较长(对目前可利用的探测器来说,建议最短的测量时间为3个月),并且具有较大的固有精度误差,特别是在浓度较低,探测器被计数的面积较小时更是如此。
8、另外数径迹易产生误差。探测器在测量杯中的位置和测量杯的体积对灵敏度的影响较大[9]。2.7 热
