环境氡及其测量技术ppt课件

参考资料空气中氡及其子体的测量方法——张智慧，1994年3月第1版氡测量方法与应用——吴慧山等编著，1995年8月第1版放射性元素氡与室内环境——朱立、周银芬、陈寿生编著，2004年10月第1版环境中氡来源及危害——赵亚民等译，1990年7月第1版.主要内容氡的性质环境氡的来源（重点）氡的危害环境氡的测量技术（重点）氡的测量仪器（读书）国内外关于氡的最新研究进展（读书报告）.氡是无色无味的惰性气体，又是单原子气体。氡气密度为9.96kg·m-3，是空气密度的7.7倍。变态性：常温下是气态；温度下降到-61.8℃时变为液体，密度为4.44×103g/cm3；温度下降到-71℃时变成闪闪发光的橙黄色固体。易溶性：氡可溶解于水和多种液体中，也易溶于血液和脂肪中，其溶解系数与温度、压力有密切关系。吸附性：氡容易破橡胶、粘土、活性炭等多孔材料所吸附。活性炭在常温下吸附氡和在高温下释放氡的特性，被用于低浓度氡的测量。1.氡的主要性质.氡是自然界中唯一的天然放射性惰性气体。氡(86Rn)在自然界中有三个同位素222Rn、220Rn和219Rn，半衰期分别为3.83d、55.6s和3.96s。222Rn、220Rn和219Rn的母体元素分别是：226Ra、224Ra和223Ra，分别来源于铀系、钍系和锕系三种放射性衰变系列，因此称222Rn、220Rn和219Rn为氡气、钍气和锕气。219Rn的半衰期太短(3.96s)，在空气中几乎显不出它的存在。222Rn是低层大气中天然放射性气体的主要组分。1.氡的主要性质.2.环境氡的主要来源.2.环境氡的主要来源2.2海洋释放海洋中氡的平均浓度为1Bq·m-3。海底比海面高一个量级。海洋向大气释放的氡为8×1017Bq/a，比陆地释放低两个数量级。因而海洋上大气中的氡浓度明显低于陆地。2.3植物和地下水载带植物的生长将增加地表氡的释放。实测结果表明种五谷的土壤氡的释放量是那些不毛之地的3～5倍。地下水中的氡浓度很高，地下水还会把地壳深处的氡带到地面而释放到环境大气中。因植物和地下水的作用，向大气中释放的氡约1×1019Bq/a。.2.环境氡的主要来源2.4核工业释放核工业的发展，尤其是核燃料生产过程中，如采矿、水冶是释放氡的主要环节。世界铀矿的开采速度增长惊人，1855-1900年的近50年间全世界的铀产量仅有3t；二次大战期间迅速增加，1942年上升到100t/a；目前已达3×104t/a。美国、前苏联、加拿大、澳大利亚等国都是产铀大国。水冶过程中在分离238U与230Th、226Ra时，有95%的230Th和99%的226Ra进入尾矿堆，致使尾矿堆成了人工氡气源。在没有被覆盖的尾矿堆中氡的析出率是土壤的2～3000倍,在尾矿堆1km范围内天然本底氡浓度明显增加。估计全球铀矿山和水冶厂释放到大气中的氡约1×1019Bq/a。.2.环境氡的主要来源2.5煤燃烧　煤是工业和居民生活中广泛使用的化石燃料。煤中铀含量平均为1.0×10-4%，灰量以10%计，则灰中铀含量便被浓缩到1.0×10-3%。有铀必然有镭，煤灰也就成了一种人工氡气源。估计全世界由于燃煤释放到大气中的氡约1×1013Bq/a。2.6天然气天然气也含有一定量的氡气，燃烧时造成室内氡浓度增多。据测算天燃气燃烧向大气中释放的氡约1×1014Bq/a。.2.环境氡的主要来源2.7建筑物的释放　建筑材料中都含有一定量的226Ra，墙壁、地板、天花板内产生的氡一部分释放到室内空气中，一般室内空气中的氡浓度比环境中要高一个数量级，在通风条件良好的室内氡浓度要低的多。计全世界有房间(室内的表面积350m2、体积200m3)1×109个，每年释放到环境中的氡约1×1016Bq。.2.环境氡的主要来源2.8磷酸盐工业磷酸盐矿石中的铀含量高，尤其是海生磷酸盐矿石。磷酸盐的80%作为磷肥布施撒在土地上，施用磷肥的土地其氡的析出率不亚于尾矿堆。磷酸盐工业的副产品石膏被作为建筑材料使用，随着家装施工进入居室，无疑会增加室内的氡浓度。估计全球由于磷酸盐工业释放到大气中的氡1×1018Bq/a。全球范围内环境空气中的氡来源：陆地释放约占77.7%；陆地植物、地下水载带和核工业释放分别约占10.2%；磷酸盐工业释放约占1%。.室内的氡主要来源地基土壤——地基土壤中的氡可以通过地面裂隙及各种管线周围缝隙以扩散或渗透方式进入室内。建筑材料——室内氡辐射水平取决于建材中226Ra含量和墙壁表面的处理情况。.室内的氡主要来源用水——水中的氡释放到室内空气中，若水中氡浓度达到104Bq·m-3时，便是室内的重要氡源。室温下15min后水中氡可减少至40%，也就是60%的氡已进入室内空气中。.室内的氡主要来源天然气燃烧——在燃烧天然气和石油液化气时，由于没有烟囱，其中的氡全部释放到室内。天然气中氡含量差异较大，大致在(0.04～2×103Bq·m-3)范围，国外的最高可达(1.4～2.0)×103Bqm-3，我国为40.7～1912Bqm-3，平均值为369.5Bqm-3。资料表明，氡向空气的释放率若按以15%计，设每户每天用天然气1m3，每天从天然气中释放到室内的氡有55.4Bqm-3。.世界范围内，来源于建筑物地基和周围土壤的约占室内氡的60.4%，来自建筑材料和室外空气的分别占19.5%和17.8%。室内的氡主要来源.放射性危害分为“体外辐射”与“体内辐射”两种。体外辐射是指人体在受到外环境中的辐射体直接照射后产生的生物学效果，可能对人体的造血系统、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤。体内辐射是由进入人体的放射性核素引起，可造成辐射损伤，诱发疾病。一般情况下，体内辐射主要是氡气及其子体造成的。氡及其子体是人类受天然辐射主要的来源之一。每年约1.3mSv，占天然辐射的54％，其中室内氡的贡献为1mSv。3.氡的危害.氡是引起肺癌的第二大因素——在美国每年死于由氡气引起的肺癌就有几千人之多。（第一大因素是吸烟）氡气的慢性照射影响健康主要是肺癌(特别是影响支气管)：    -鳞状上皮细胞癌    -smallcellcarcinoma（癌）    -腺癌    -largecellcarcinoma（癌）氡气的慢性照射还有呼吸方面的影响： -肺气肿 -肺纤维 -慢性间质性肺炎3.氡的危害.人的一生(按70岁计算)受氡危害与发生肺癌致死的关系3.氡的危害低水平氡子体曝露与肺癌增加之间存在线性关系，因建材放射性水平增加或通风不足可导致室内氡浓度增加。一般居民肺癌中大约10%来自本底水平氡子体照射。多数报告进一步证实居室内氡浓度增加可诱发肺癌发病率的增加。.氡对人类的健康危害氡对人类的健康危害主要表现为确定性效应和随机效应：①确定性效应表现为：在高浓度氡的暴露下，机体出现血细胞的变化。氡对人体脂肪有很高的亲和力，特别是氡与神经系统结合后，危害更大。随机效应主要表现为肿瘤的发生。由于氡是放射性气体，当人们吸入体内后，氡衰变产生的阿尔法粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，诱发肺癌。.3.氡的危害从1990年开始，美国已经把氡作为一个比较严重的健康问题提出，并采用国家氡行动周的形式向公众进行室内氡危害的宣传，以引导国民采取防护措施，尽可能地减小氡的危害。美国环境保护局（EPA）将2002年1月定为全国氡行动月(NRAM)，此举是对连续12年的全国氡行动周活动的改进和加强。.3.氡的危害1994年4月1日开始实施《中华人民共和国国家标准》(GB/T14582-93)——《环境空气中氡的标准测量方法》。1995年我国卫生部颁布了《中华人民共和国国家标准》(B/T16146-1995)——《住房内氡浓度控制标准》规定住宅中空气中氡浓度的上限值为100Bq/m3(新修的建筑物)至200Bq/m3(已居住的旧建筑物)。2001年制定《中华人民共和国国家标准》(GB/T50325-2001)——《民用建筑工程室内环境污染控制》。2003年10月1日起，我国正式施行《放射性污染防治法》。.4.1测量方法分类按测量对象——氡；氡+子体；子体按测量方法——积分测量；微分测量按测量方式——总计数；能谱按工作目的——半衰期测量；能量测量氡的短寿衰变子体中的主要α辐射体及α射线能量铀系：Po-2186.00MeVPo-2147.69MeV钍系：Po-2166.77MeVPo-2128.78MeV4.环境氡的测量技术.4.2氡测量中的几个问题探测器的污染问题空气、土壤、水中氡浓度的测量方法、技术环境监测与地质找矿——定量与半定量仪器的标定区分铀、钍4.环境氡的测量技术.4.3氡的测量方法静电计法(电离室法)活性炭法——活性炭浓缩法、活性炭滤纸法、活性炭盒法闪烁室法双滤膜法积分计数法气球法径迹蚀刻法静电扩散法其他方法——脉冲电离室法、溶剂萃取法、液氮蒸发法4.环境氡的测量技术.4.3.1静电计法(电离室法)4.3氡的测量方法静电计法是最经典的测氡方法原理——是基于射线对空气的电离作用和带电导体在电场中的运动。含氡气体进入电离室后，氡及其子体放出的射线使空气电离，产生正负离子。其电离电流主要是222Rn、218Po、214Po的α粒子贡献的。电离室的中央电极积累了一定量的正电荷，当与静电计的中心石英丝接触后使其带电，成为带电导体。在外电场作用下，石英丝由于劳伦茨力的作用而发生偏转．其偏转速度与其上的电荷量成正比，也就是与氡的浓度成正比。测出偏转速度就可知道氡的浓度。静电计法测氡的范围是4×101～4×104Bq•m-3，不能用于环境测量。.4.3.1静电计法(电离室法)4.3氡的测量方法主要设备与仪器——电离室、静电计、操纵箱、抽气泵。a.电离室一般为圆柱形，外壳为金属，中央电极通过绝缘体和外壳固定起来，两个气孔用于吸气和排气，结构如图所示。容积一般为1L，也有5L的大电离室。电离室结构图.4.3.1静电计法(电离室法)4.3氡的测量方法主要设备与仪器——电离室、静电计、操纵箱、抽气泵。b.静电计4个]形电极(2个为一组)产生外电场。外加电压固定，调节电极间的距离来改变电场的强弱和方向性的分布。石英丝固定在静电计的中央，悬丝上有一横的指示丝。用目镜观测石英丝中指示丝的偏转情况。静电计横剖面图1-中央电极2-绝缘体3-水平丝4-指示丝5-]形电极7-绝缘体6-补偿调节螺丝8-目镜9-外壳.4.3.1静电计法(电离室法)4.3氡的测量方法主要设备与仪器——电离室、静电计、操纵箱、抽气泵。c.操纵箱操纵箱外面装有波段开关，内装有电池组，供测量中使用。有1.5V电池1节，供调整电压灵敏度时使用。45V积层电池3块，两组]形电极上各加45V，外壳加电压135V。d.抽气泵抽气设备要用真空泵，供抽空电离室和清洗电离室使用。也要备用双链球，矿井下取样常使用双链球法，其抽气设备就是手动的橡皮球。电离室、静电计、操纵箱联接起来，组成测量系统。.4.3.1静电计法(电离室法)4.3氡的测量方法标定方法测量程序CRn——为氡浓度；KJ——为标定常数；Jc——为样品偏转速度；Jb——为本底偏转速度；V——为取样体积；λR——为氡衰变常数；t——为样品封闭时间。.4.3.1静电计法(电离室法)4.3氡的测量方法电离电流的增长——氡引入电离室后，随着子体的积累，其电离电流逐渐增，3小时后达到平衡，电离电流随时间的变化曲线(下图)。电离电流增长曲线.静电计法（电离室法）测氡的优缺点优点方法可靠，经过长期的科学实践缺点①灵敏度低，不能用于低水平的测量②笨重，电离室的体积大③测量时间长，从取样到测量需要3个多小时，不能立即得到结果④读数方法原始，用肉眼观察指示丝的偏转速度4.3.1静电计法(电离室法).4.3.2活性炭浓缩法原理：本方法主要是利用活性炭对氡常温吸附，高温释放。把大体积中的氡侬集起来，然后加热解吸转移转移至电离室中。封闭3小时后，用静电计测量电离电流，求出氡浓度。此方法可以把氡浓度提高到在气体流速在1~2L/min情况下，活性炭吸附氡的效率可达90%以上。主要设备与仪器（1）抽气泵：包括真空泵，和现场取样用的轻便抽气泵（2）流量计：测量取样流速，采用转子流量计（3）氯化钙干燥管（4）活性碳管活性炭颗粒直径为20~40目为宜（5）解吸电炉，配备调压变压器，能调节电炉升温的速度（6）高温温度计不小于500℃静电计，电离室也是必备的。.4.3.2活性炭浓缩法工作流程吸附解吸测量计算1.吸附：将干燥管，活性炭吸附管、流量计和抽气泵按照下图的方式链接起来以流气速度为1.5L/min抽气1小时，然后将活性碳管封闭起来。吸附取样装置.4.3.2活性炭浓缩法2.解吸：按照图示，拧紧螺旋栓2，缓慢打开螺旋栓3、4，接通电源，调节变压器使解吸炉内的温度在15分钟内升高到350℃。缓慢的打开螺旋栓2和1控制进气速度为100~120个气泡/min，进气15min后加大进气速度，直至扩散器内不再冒泡为止，再将电离室封闭3h。1、2、3、4、5—螺旋栓6—盛氯化钙的扩散器9—干燥管8—加温电炉7—水银温度计解吸装置.4.3.2活性炭浓缩法3.测量用静电计测量电离室的电离电流4.计算CRn——氡浓度；KJ——为标定常数；Jc——为样品偏转速度；Jb——为本底偏转速度；V——抽气流速；t——抽气时间；Fc——活性炭的吸附效率。.活性炭吸附氡的效率与流速、温度、抽气时间等因素有关4.3.2活性炭浓缩法活性炭的性质温度对吸附氡的影响当抽气速度为（4.2L/min）温度在零度以上各层吸收氡的差异不大，当温度在零度以下（194.5K）吸附的氡量随层次的增加而迅速下降，说明大部分的氡已被活性炭管的前面几层活性炭吸附了。结论：活性炭吸附能力随温度的升高而降低。1.温度.4.3.2活性炭浓缩法2.流速一定的温度条件下，随着抽气的速度下降，后面各层吸附氡的量迅速下降。大部分被前面的活性碳管吸附。流速对吸附氡的影响.4.3.2活性炭浓缩法3.抽气时间的影响当抽气时间为1h时，吸附氡的量趋于饱和。在不同温度和流速下该饱和值不同活性炭测氡法是最早用于环境中氡的测量，灵敏度可以满足要求。缺点是测量时间长、设备复杂、误差大。.4.3.3活性炭盒法活性炭盒法也是被动式采样，能测量出采样期间内平均氡浓度，暴露3d，探测下限可达到6Bq／m3。采样盒用塑料或金属制成，直径6~10cm，高3~5cm，内25~100g活性炭。盒的敞开面用滤膜封住，固定活性炭且允许氡进入采样器1－密封盖2－滤膜3－活性炭4－装炭盒活性炭盒结构空气扩散进炭床内，其中的氡被活性炭吸收附，同时衰变，新生的子体便沉积在活性炭内。用γ谱仪测量活性炭盒的氡子体特征γ射线峰（或峰群）强度。根据特征峰面积可计算出氡浓度。1.原理.4.3.3活性炭盒法2.设备或材料a.活性炭，椰壳炭8~16目；b.采样盒，尺寸同上；c.烘箱；d.天平，感量0.1mg，量是200ge.滤膜。f.γ谱仪，NaI(Tl)或半导体探头配多道脉冲分析器；3.操作程序1.样品制备将选定的活性炭放入烘箱内，在120℃下烘烤5～6h。存入磨口瓶中待用。装样，称取一定量烘烤后的活性炭装入采样盒中，并盖以滤膜。再称量样品盒的总重量。把活性炭盒密封起来，隔绝外面空气。.4.3.3活性炭盒法2.布放在待测现场去掉密封包装，放置3~7d。将活性炭盒放置在采样点上活性炭盒放置在距地面50cm以上的桌子或架子上，敞开面朝上，其上面20cm内不得有其他物体。3.样品回收采样终止时将活性炭盒再封起来，迅速送回实验室。4.5.测量与计算采样停止3h后测量再称量，以计算水分吸收量将活性炭合在γ谱仪上计数，测出氡子体特征γ射线峰（或峰群）面积。测量几何条件与刻度时要一致。.4.3.3活性炭盒法氡浓度CRn——氡浓度，Bq/m3；a——采样1h的响应系数，Bq/m3/计数／min；nr——特征峰（峰群）对应的净计数率，计数／min；t1——采样时间，h；b——累积指数，为0.49；λRn——氡衰变常数，7.55×10－3／h；t2——采样时间中点至测量开始时刻之间的时间间隔，h。.4.3.4闪烁室法1.原理氡进入闪烁室后，氡及其字体发射的a粒子使闪烁室壁的ZnS（Ag）产生闪光，光电倍增管把这种光信号转变为电脉冲，经过电子学线路把这些信号放大，最后记录下来。单位时间内脉冲数与氡浓度成正比从而确定氡的浓度闪烁室法属于相对测量，要进行刻度，测氡灵敏度为370Bq/m32.设备及仪器（1）闪烁室原始闪烁室球形闪烁室.4.3.4闪烁室法（3）计数装置现在国内通用的是FD—125型氡、钍分析仪是一种把光信号转变为电信号的装置，装置上面是固定闪烁室的圆盘，要求有高的光密封性，下面圆筒中装有光电倍增管和前置放大器。（2）氡分析仪记录脉冲数的装置现在通用的是FD—408型自动定标器。真空泵、活性碳管、干燥管都是必备的。有条件的话可以必备氮气瓶，以备清洗闪烁室时使用。3.刻度（1）定工作点.（2）定Ks值用已知液体标准镭源，封闭一定时间将其氡转移至闪烁室，待3小时后测其脉冲计数率。Ds—为镭标准源的活度—氡的衰变常数nc—样品加本底计数率nb—本底计数率T—为镭源的封闭时间4.3.4闪烁室法.4.3.4闪烁室法4.测量程序测量闪烁室本底抽真空取样等待测量计算清洗2.抽真空测完本底后闪烁室要抽真空，应抽到1.332KPa以下，每次使用都要抽到相同的真空。3.取样若是气体介质，则直接取样，闪烁室前加干燥管，若取得是扩散器内积累的氡。控制进气速度为100～120个气泡/min,15min后加大进气速度，直到不冒泡为止，封存闪烁室，待测。.4.等待4.3.4闪烁室法一般等待3h时后再开始测量5.测量测量闪烁室内氡样品产生的脉冲数，测量时间的长短根据样品的活度大小和误差要求而定，测量结果得nc6.氡浓度CRn——为样品中氡浓度V——为取样体积t——为样品封存时间.4.3.4闪烁室法7.清洗使用过的闪烁室应立即清洗，用氮气清洗效果更好。清洗后闪烁室要封存好，以备下次再用。5.评价优点操作简便准确度高灵敏度高于静电计法，可达37Bq/m3缺点测量时间长，3小时以上灵敏度还不够高，不能用于环境氡的测量要求设备多，装置笨重.4.3.5积分计数法1.原理积分计数法是对闪烁室法的一种补充。其基本原理和得到的结果也适用静电计—电离室法、闪烁室法测氡。要求氡及其子体在达到平衡后再进行测量，若缩短测量时间，必然在放射性平衡以前就开始计数，也就是允许分析氡取样后的任意时间间隔内闪烁室中的子体产物，而给出与平衡相对应的校正值。2.建立方程式假定纯氡瞬时引入闪烁室，根据氡及其子体简化衰变链闪烁室内氡及其子体原子数变化通过几个方程表现出来.—t时刻闪烁室内氡及其子体的原子数i=1、2、3、4分别代表氡、、、。—衰变常数D（t）—t时刻a的衰变率t—氡在闪烁室内滞留的时间V—闪烁室的体积E—闪烁室的探测效率G—总a积分计数—氡浓度.4.3.5积分计数法因为放出a粒子，总a衰变率为若在t1～t2时间内进行a测量，则得到总a积分计数为式中：.4.3.5积分计数法以代入，并以f（t）代表时间因子由于上式可变为由此可得到.4.3.6双滤膜法1.原理此方法是主动式采样，能测量采样瞬间的氡浓度，探测下限为3.3Bq／m3。抽气泵开动后含氡气经过滤膜进入衰变筒，被滤掉子体的纯氡在通过衰变筒的过程中以生成新子体，新子体的一部分为出口滤膜所收集。由于氡子体增长遵守固有积累、衰变规律测量出口滤膜上的α放射性就可换算出氡浓度。1－入口膜2－衰变筒3－出口膜4－流量计5－抽气泵.2.设备与材料A—衰变筒，14.8L；B—流量计，量程为80L／min的转子流量计C—抽气泵；D——α测量仪E—子体过滤器F—采样夹，能夹持￠60的滤膜G——秒表；H——纤维滤膜I—α参考源，24l-Am或239-Pu；4.3.6双滤膜法.4.3.6双滤膜法3.测量前的检查1.采样系统检查2.计数设备检查4.布点1.室内采样测量满足条件（1）采样要在密闭条件下进行，外面门窗必须关闭，正常出入时外面门打开的时间不能超过几分钟。（2）采样期间内外空气调节系统（吊扇和窗户上的内扇）要停止运行。（3）若采样前12h或期间出现大风，则停止采样。（4）进气口距地面约1.5m，且与出气口高度差要大于50cm，并在不同方向上。2.室外采样测量满足条件（1）采样点要有明显的标志。（2）要远离公路，远离烟囱。.（3）地势开阔，周围10m内无树木和建筑物。（4）若不能做24h连续测量，则应在上午8－12时采样测量，且连续2d。（5）在雨天，雨后24h内或大风过后12h内停止采样。4.3.6双滤膜法5.操作流程装好滤膜把采样设备联接起来以流速q（L／min）采样tmin测量出口膜上的α放射性计算氡浓度.——氡浓度，Bq/m3——总刻度系数，Bq/m3计数V——衰变筒容积E——计数效率Z——与t、T1～T2有关的常数——滤膜对a粒子自吸收系数——T1～T2间隔的净α计数——新生子体到达出口滤膜的份额——滤膜过滤效率4.3.6双滤膜法.4.3.6双滤膜法6.质量保证措施1.刻度每年用标准氡室对测量装置刻度一次，得到总的刻度系数。2.平行测量用另外一种方法与本方法进行平行采样测量。用成对数据t检验方法来检验两种方法结果的差异，若t超过临界值，应查明原因。平行采样数不低于样品数的10％。7.操作注意事项1.入口滤膜至少要3层，全部滤掉氡子体；2.采样头尺寸要一致，保证滤膜表面与探测器之间的距离为2mm左右；3.严格控制操作时间，不得出任何差错，否则样品作废；4.若相对湿度低于20％时，要进行湿度校正；5采样条件要与流量计刻度条件相一致。.4.3.7气球法此法属主动式采样，能测量出采样瞬间空气中氡及其子体浓度，探测下限：氡2.2Bq/m3，子体5.7×10（－7）J/m3。1.原理工作原理与双滤膜法相同，将双滤膜管变成气球。入口和出口为一个通路，如右图所示，抽气泵开动后，入口滤膜滤掉已有的子体。纯氡进入气球后产生新的子体。排气过程中，新生子体的一部分为出口滤膜所收集测出其上面的a活度就可以、确定氡的浓度。气球法测氡装置图.4.3.7气球法2.设备与材料（1）采样头，能夹持Ø50mm的滤膜（2）流量计，量程为80L／min的叶轮流量计；（3）抽气泵；（4）气球，20~50号乳胶球；（5）α测量仪，探测器直径在5cm以上，对RaA和RaC’的α粒子有相近的计数效率；（6）α参考源，241—Am或Pu源；（7）滤膜（8）秒表（9）镊子气球法测量的时间程序.4.3.7气球法3.测量前的检查4.布点5.操作流程（1）装好入、出口滤膜，把采样设备连接起来（2）在0～5min内以流速40L／min向气球充气（3）取下入口采样头，置于计数器上，气球出口接到抽气泵入口（4）在10～14min内以流速50L／min排气（5）在12～15min测量入口滤膜上的α放射性（6）在16～26min内测量出口滤膜上的α放射性（7）计算α潜能浓度（8）计算氡浓度.4.3.7气球法α潜能浓度氡浓度Ca——a浓度，Bq/m3Km——马尔柯夫法总系数，J／m3·计数NE——入口滤膜的总α计数R——本底计数率CRn——氡浓度Kb——气球刻度常数Bq/m3·计数NR——出口滤膜的总α计数R——本底计数率.6.质量保证措施4.3.7气球法7.操作注意事项（1）入口滤膜至少要3层，全部滤掉氡子体（2）气球颈部应尽量短，使采样器端面处于球面上（3）排气过程中，气球始终要保持为球形，排气结束时要及时停泵（4）采样头尺寸要一致，保证滤膜表面与探测器表面之间的距离为2mm左右（5）严格控制操作时间，不得出任何差错，否则样品作废（6）应在不同湿度下标定出刻度系数.4.3.8径迹蚀刻法1.原理此法是被动式采样，能测量采样期间内氡的累积浓度，暴露20d，其探测下限可达2.1×103Bq·h／m3。探测器是聚碳酸脂片或CR-39，置于一定形状的采样盒内.组成采样器。氡及其子体发射的α粒子轰击探测器时，使其产生亚微观型损伤径迹。将此探测器在一定条件下进行化学或电化学蚀刻，扩大损伤径迹，以致能用显微镜或自动计数装置进行计数。单位面积上的径迹数与氡浓度和暴露时间的乘积成正比。用刻度系数可将径迹密度换算成氡浓度。径迹蚀刻法采样器结构图.4.3.8径迹蚀刻法2.设备与材料（1）探测器，聚碳酸脂膜、CR-39(简称片子)（2）采样盒，塑料制成，直径60mm，高30mm（3）蚀刻槽，塑料制成（4）音频高压振荡电源，频率0～10kHz，电压0～1.5kV（5）恒温器，0～100℃，误差±0.5℃（6）切片机（7）测厚仪，能测出微米级厚度（8）化学试剂，分析纯氢氧化钾(含量不少于80％)、无水乙醇(C2H5OH)（9）计时钟（10）烧杯（13）注射器，10mL、30mL两种（11）平头镊子（12）滤膜.4.3.8径迹蚀刻法3.操作流程（聚碳酸脂片）样品制备布放采样器的回收记录蚀刻计数和计算1.样品制备（1）切片：用切片机把聚碳酸脂膜切成一定形状的片子，一般为圆形，也可为方形。（2）测厚：用测厚仪测出每张片子的厚度，偏离标准值10％的片子应淘汰。（3）装样：用不干胶把3个片于固定在采样盒的底部，盒口用滤膜覆盖。（4）密封：把装好采样器密封起来，隔绝外部空气。.4.3.8径迹蚀刻法2.布放（1）在测量现场去掉密封包装。（2）将采样器布放在测量现场，其采样条件要符合附录A（3）室内测量。采样器可悬挂起来，也可放在其他物体上，其开口面上方20cm内不得有其他物体。3.采样器的回收采样终止时，取下采样器再密封起来，送回实验室。布放时间不少于30d。5.蚀刻蚀刻液配制化学蚀刻电化学蚀刻.4.3.8径迹蚀刻法5.1蚀刻液配制（1）氢氧化钾溶液配制：取分析纯氢氧化钾(含量不少于80％)80g溶于250g蒸溜水中，配成浓度为16％(m／m)的溶液。（2）化学蚀刻液：氢氧化钾溶液（浓度为16％）与C2H5OH体积比为1:2。（3）电化学蚀刻液：氢氧化钾溶液（浓度为16％）与C2H5OH体积比为1:0.36。5.2化学蚀刻（1）抽取10mL化学蚀刻液加入烧杯中，取下探测器置于烧杯内，烧杯要编号。（2）将烧杯放入恒温器内，在60℃下放置30min。（3）化学蚀刻结束，用水清洗片子，晾于。.4.3.8径迹蚀刻法5.3电化学蚀刻（1）测出化学蚀刻后的片子厚度，将厚度相近的分在一组。（2）将片子固定在蚀刻槽中，每槽注满电化学蚀刻液，插上电极。（3）将蚀刻槽置于恒温器内，加上电压，以20kV/cm计（如片厚200μm，则为400V）频率1kHz,在60℃下放置2h。（4）2h后取下片子，用清水洗净，晾干。6.计数和计算计数：将处理好的片子用显微镜测读出单位面积上的径迹数。氡浓度——氡浓度——净径迹密度——布放时间h——刻度系数——径迹数.4.质量保证4.3.8径迹蚀刻法1.刻度把制备好的采样器置于氡室内，暴露一定时间，用规定的蚀刻程序处理探测器。2.刻度时应足下列条件：（1）氡室内氡及其子体浓度不随时间而变化。（2）氡室内氡水平可为调查场所的10～30倍，且至少要做两个水平的刻度。（3）每个浓度水平至少放置4个采样器。（4）布放时间要足够长，保证采样器内外氡浓度平衡。（5）每一批探测器都必须刻度。3.采平行样要在选定的场所内平行放置2个采样器，平行采样，数量不低于放置总数的10％对平行采样器进行同样的处理，分析..4.3.9静电扩散法静电扩散法与径迹刻度法一样，没有抽气泵，通过氡的扩散进入氡的测量室，测量室内加有静电场，根据其作用不同可以分为静电收集式和静电消除式。由于扩散需要一点的时间，所以本方法不能做瞬时测量原理（1）半球式连续测氡仪（2）圆筒式测氡仪（3）测释光测氡仪（4）球式测氡仪半球式连续测氡仪由于球内外存在着氡浓度差，外面的氡通过扩散进入球内，15min左右建立起稳定的平衡，泡沫塑料用来阻挡氡子体进入。球内新生的氡子体是Po—216正离子，在电场的作用下被收集在中央电极上。收集效率取决于外电场的大小300V以上，效率与电位无关，a粒子在硫化锌内产生的闪光被光电倍增管收集，计数系统得到相应的脉冲。通过相应的刻度就可以把得到的脉冲数转变换成氡浓度。.半球式测氡仪探头结构半球式连续测氡仪框图4.3.9静电扩散法探测器自身附近的氡发射的a粒子也可以产生计数，但其贡献很小。探测器装置的本底为0.47～0.61cpm,用适当的计数时间间隔可测到3.7Bq/m3的氡.4.3.9静电扩散法圆筒式测氡仪原理圆筒式测氡仪探头结构环境中的氡及其子体经圆孔扩散进入闪烁室内。静电场将氡子体收集在电介体上，光电倍增管只记录氡a粒子产生的闪光，电介体上的氡子体的a粒子对计数的贡献不足总数的1%。本方法属于相对测量，装置需要进行刻度。仪器的本底为0.6cph左右，可以探测到37Bq/m3。虽然湿度会影响仪器的灵敏度，但相对湿度在14%～80%范围内仪器灵敏度不变。探头后接有自动记录测量系统，为了清除Th的影响，扩散时间必须足够长。不明白.热释光测氡仪4.3.9静电扩散法热释光测氡仪放入待测场所后，氡会通过自由扩散进入收集室内，新生子体（主要是Po—218正离子）在外电场的作用下被中央电极收集。其前端的LiF记录了a粒子的信息，放置一段时间后，用热释光测量仪测量LiF片得到的计数正比于氡的积分浓度。由放置时间可以求出在某段时间间隔内氡的平均浓度。本方法属于相对测量，需要通过实验求出装置的可度系数。原理热释光测氡仪具有体积小，质量轻，灵敏度高，不用交流电源适合测量各种场合内的氡浓度。热释光测氡仪结构图.4.3.9静电扩散法原理球式测氡仪收集氡的容器为球形，靠静电场收集新生的子体，属于静电收集式。动力是抽气泵可以做连续测量，也可以做瞬时采样测量。球形收集室的容积为14.2L，上面固定一个面积为半导体探测器，探测器欲球壳之间加有20kV的直流高压前面的干燥管和过滤器用于去掉进入空气中的水分和氡子体。用a谱仪进行计数测量。本仪器也可以用来测量Th的浓度。.除了以上集中测氡的方法外还有其他几种方法：简单的介绍一下脉冲电室法、溶剂萃取法、液氮蒸发法。脉冲电室法脉冲电离室法是最灵敏的测氡方法因为测量的时间太长（14h）推广受到限制。脉冲电离室为不锈钢包壳，计数气体为15%的氢与85%的氮。测量系统包括：样品引入系统、电离室、前置放大器、主放大器、计数装置。用1L的长颈瓶现场取样，在实验室中把样品和计数气体一起装入脉冲电离室，待氡及子体达到平衡后测量脉冲数，推算出氡的浓度。溶剂萃取法氡在有机溶剂中溶解度很高，低温下更高。当氡随着气流通过溶剂时，其中氡被萃取下来。.氡在溶剂中的溶解系数：——溶剂中平衡氡浓度——溶剂中平衡氡浓度——溶剂体积——空气中氡浓度与温度关系密切，其关系式为：A、B、a为常数，T为温度溶液中萃取氡平衡活度为：所谓平衡是指溶液中的氡浓度达到饱和：通过测量可以得到为已知，便可求出。.液氮蒸发法液氮蒸发法适用于区域连续性取样检测，靠液氮连续缓慢蒸发提供动力源，液氮的蒸发引起的低温使得取样器的氡变为液体，使液体流入计数瓶里。测量计数瓶里的计数，由射线活度来推算出氡的浓度。.5.1RaD7型测氡仪1.工作原理目前在电子连续测氡仪中有3种类型的低噪声a粒子检测器。①闪烁室或“Lucus传感器”②离子室③固态a粒子检测器。RAD-7用固态（即半导体，通常是硅）a粒子检测器，直接把a粒子转换成电信号，其优点一是耐用，二是通过检测每个a粒子的能量，鉴别出个同位素（钋-218，钋-214）释放的辐射来区分新氡、旧氡、钍，信号和噪声。该技术即为a能谱测定。“嗅吸”可对现场进行快速测量，使用户对氡浓度有一个大致的概念，不必按EPA（美国环保局）的规定等待48h。该技术通常用来寻找建筑物中氡的入口处。RAD-7是唯一的钍进行嗅吸的检测仪器。钋-216的半衰期为0.15s。仪器的响应是即时的唯一拖延的是采样所需要的时间，约45s.工作水平氭的衰变产物是金属物质，它们会粘附在过滤器上，有“工作水平检测器”来记录过滤器上的辐射，氭—222是一种惰性气体，它可以通过过滤可以不被记录。检测器检测到的是氭的子体钋—218的浓度。固态a粒子检测器采样室是一个0.7L的半球状物，内表面涂有导电层。半球的中心位置是一个固态离子式平面硅面垒a粒子探测器，在导电层与探测器之间加有2000～2500V高压，在内部空间形成一个电场。能谱RAD-7的能谱展示的a粒子能量范围是0～10MeV，而氭及其子体产生的a粒子能量是6～9MeV之间。RAD-7把0～10MerV的能量的能谱划分为200个等级。每个通道为0.05MeV。当检测到一个a粒子时，便在相应的通道加1。RAD-7的能谱显示的是氭的子体，而不是氭本身。.视窗同位素平衡RAD-7把200个通道能谱分成8个单独的“视窗”。仪器部件材料不可避免地会受到污染，每小时将有少于一个a粒子的记录。这是仪器固有的本底读数，可以忽略不计，固有的本底将测试值增加0.37Bq/m3,远低于室外空气中氡气浓度（3.7～37Bq/m3）把一些氡引入到RAD-7中，几分钟后，可以看到视窗A中开始有记录，RAD-7对每个计数都会发出“唧”声，那是采样室中氡—222衰变成钋—218而发出的声音。最初的5min计数增加速度较快，然后接近一个稳定的水平。10min后氡—222衰变及子体钋—218的形成达到平衡。处于平衡状态时几乎所有的a粒子被记录在计数视窗A中，在能谱上可以看到一个个峰值但总计数还在继续慢慢上升。.本底读数的干扰嗅吸模式可以使得RAD-7从“新”中分辨出“旧”氡。可以对采样室进行净化处理，在10min内对低浓度氡进行检测并达到合理的精度。可以在数分钟内从一个点移动到另一个点来寻找氡的入口处。嗅吸和自动模式自动模式时，RAD-7开始采用嗅吸的模式测量，3个小时后，自动转换成正常模式，最初几个周期中给出的无偏读数，既无残留在检测器上的旧氡子体，精度较高。对于实时检测，最好采用自动模式。本底读数是指在没有氡的情况下，出现的噪声干扰的计数。RAD-7测氡仪受背景读数的影响很小.精密度和正确性RAD-7“固定”的背景计数率十分缓慢，因此对表中被测的氡浓度可忽略不计。环境和其它因素对误差的影响为±2%左右。RAD-7在正常模式下，灵敏度为0.400cpm（pCi/L）。总校验精度为±5%左右。2.操作步骤4种基本测量采样测量嗅吸测量氡和钍，确认氡的入口测量土壤氡常规连续测量空气中氡浓度主要介绍常规连续测量空气中氡浓度.准备电池供足电，干燥筒中又足量的干燥剂，被测量的房间应密闭12h，保证与外界无空气交换。仪器参数设置好后，正式测量前，RAD-7应至少净化5min。将RAD-7各部件连接好。测量地点仪器放在房子的中央，如果采用干燥筒采样，应离地1m左右勿靠近墙体、通风口、壁炉、窗户、其流处、避免阳光直射。如果使用小干燥管，要确保空气进气口至少离地0.75m，远离墙体。选定位置后，使RAD-7继续净化直至开始测量。测量方法因氡浓度随时间在变化，最好使测量时间为一整天。RAD-7容许客户在测量时间上自行设置，对周期时间和循环数进行选择和设置。通常连续监测应当选择自动模式、钍关闭模式和气泵自动模式。.打印在测量期间一般不实行打印，在每个周期结束时储存数据，供打印和下载到PC机上，即时打印能够给出丰富的能谱信息。开始测量一切准备好后开始测量，气泵开始运作，显示第一个状态视窗。测量过程中房间保持密闭，可以随时观察状态视窗，包括相对湿度、温度、电池电压。适度升高说明干燥剂失效，气路中有漏气情况。温度可以作为以后参考，电池电压下降意味着未接交流电。结束测量关闭打印机和RAD-7电源，把RAD-7与干燥筒拆开，干燥筒两端仍用塑料盖好，保证干燥剂干燥，从RAD-7上拔下过滤器，其他部件按原来状况拆卸并保存。搬动仪器时避免强烈的撞击。.检查测量结果除了打印出来的数据，可以在测量中或测量后在LCD上检查，内存技记录也可以下载到PC机上检查。检查一组数据时，首先是检查仪器的相对湿度在整个测量过程中是否保持在10％以内，若超出10％时，意味着干燥剂耗尽了。相对湿度超过10％时，读数将要偏低。其次温度应保持相对稳定，在记录中剧烈的温度变化意味着窗户曾被开启或仪器被移动过。若空气采样点改变了或者有窗户开启了，会看到在该阶段中空气温度和氡浓度的变化，这两个参数同时变化是干扰的指示。快速测量紧闭房屋，将RAD-7放在阳台上，选择半小时的周期时间和总的运行长度，通常选择4～5个周期。测试结束时，RAD-7将以30min为时间间隔打印出上升的氡浓度的柱形图。其数据给家庭测试者和他的客户以快速指示。若在两个小时的测量中氡浓度上升或超过148Bq/m3的界限，可以确认在两天或更长的时间测量中，其结果一定会超过148Bq/m3。.RAD-7检测仪在检测中的几个技术问题为什么氡气现场取样测量时，不扣除室外本底值？使用RAD-7测氡仪进行测量时，测量时间如何掌握？用RAD-7测量时为什么前后两次测量需间隔一定时间？是否可以使用RAD-7测氡仪进行土壤氡测量？对外通风换气（门窗等）密封到什么程度为好？如何从RAD-7窗口读数，判断房间的密封性？.利用RAD-7查找氡气进口的原理是什么？RAD-7检测仪在检测中的几个技术问题氡气的主要危害来自于氡气的什么成分？氡气检测仪标定的主要事项有哪些？房间抽样时注意些什么？.