專利名稱：瞬時(shí)式活性炭吸附氡采樣裝置及勘查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鈾資源勘査領(lǐng)域，具體涉及適用于鈾資源勘査的一種瞬時(shí)式 活性炭吸附氡采樣裝置及勘查方法。
背景技術(shù)：
在鈾資源勘査中，活性炭吸附氡測量方法是一種定位深部鈾礦體的有效 方法，該測量方法所獲得的氡測量值信噪比較高，有益于捕獲源于深部隱伏 鈾礦體的氡異常信息。傳統(tǒng)的累積式活性炭吸附氡測量方法，要求裝有活性 炭的采樣器必須埋于地下數(shù)天甚至數(shù)十天，勘査周期長，工作效率相對較低， 所需的勘査經(jīng)費(fèi)也較多。在實(shí)際的鈾資源的勘査中，有時(shí)為了快速為鉆探工 程部署提供勘査區(qū)壤中氡異常場空間分布信息，需要在工作區(qū)開展土壤中氡 快速測量；傳統(tǒng)的累積式活性炭吸附氡測量由于數(shù)據(jù)采集需要的時(shí)間較長， 無法滿足快速評(píng)價(jià)的需求。在鈾資源勘査中，可以快速實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)式活性炭測 氡的裝置和方法，在國內(nèi)外還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速采集土壤中游離氡的瞬時(shí)式活性 炭吸附氡采樣裝置及勘査方法。
本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其包括土壤取氣器、電動(dòng) 定時(shí)抽氣泵和活性炭吸附器；其中電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的進(jìn)氣口與土壤取氣器出 氣孔相連，電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的出氣口與活性炭吸附器的進(jìn)氣口導(dǎo)管相連。
如上所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其所述的活性炭吸附器包括 一個(gè)活性炭吸附器瓶體，在活性炭吸附器瓶體頂部蓋有活性炭吸附器瓶蓋， 緊鄰活性炭吸附器瓶蓋下面設(shè)有紗網(wǎng)；活性炭吸附器瓶蓋上方分別設(shè)有出氣 口導(dǎo)管和進(jìn)氣口導(dǎo)管，其中出氣口導(dǎo)管下端剛好插入活性炭吸附器瓶蓋內(nèi)， 進(jìn)氣口導(dǎo)管下端穿過活性炭吸附器瓶蓋后延伸至活性炭吸附器瓶體內(nèi)。
如上所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置用活性炭吸附器，其所述的活 性炭吸附器進(jìn)氣口導(dǎo)管下端在活性炭吸附器瓶體內(nèi)延伸至活性炭吸附器瓶體高度的1/3 2/3，進(jìn)氣口導(dǎo)管下端還分布有若干個(gè)小孔。
如上所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置用活性炭吸附器，其所述的活
性炭吸附器瓶體(1)內(nèi)裝有的活性炭厚度在4 5cm。
如上所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其在電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的進(jìn)氣
口與土壤取氣器出氣孔之間設(shè)有干燥劑管。
本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡勘査方法，其按照如下步驟依次進(jìn)
行
(1)首先在室內(nèi)將活性炭放入烘箱在150 20(TC烘烤4 8小時(shí)，然后 在超凈柜里待活性炭冷卻后將其裝在多個(gè)活性炭吸附器瓶體內(nèi)并密封，每個(gè) 活性炭吸附器瓶體內(nèi)的活性炭厚度為4 5cm;再用活性炭氡測量儀測量上 述每個(gè)裝有活性炭的活性炭吸附器瓶體的y射線照射量率；
(2) 在鈾成礦靶區(qū)內(nèi)，設(shè)置5條或5條以上等間距的測線，每條測線上 取點(diǎn)距和線距相等的多個(gè)測點(diǎn)；在每一測點(diǎn)下方打深度為80 90cm的取氣 孔，然后分別在所有取氣孔處進(jìn)行采集；在每一個(gè)取氣孔處進(jìn)行采集時(shí)，均 先在取氣孔處插入土壤取氣器，將土壤取氣器、電動(dòng)定時(shí)抽氣泵(16)以及 步驟(1)中所得的裝有活性炭的活性炭吸附器順次相連，電動(dòng)定時(shí)抽氣泵 啟動(dòng)抽氣開始進(jìn)行采集氡，3 10min結(jié)束采集，將活性炭吸附器拔下并密 封； 一個(gè)測點(diǎn)采集對應(yīng)一個(gè)活性炭吸附器；
(3) 將所有采集獲得的活性炭吸附器放置3天 5天，然后采用活性炭氡 測量儀測量每個(gè)活性炭吸附器瓶體的Y射線照射量率；
(4) 將步驟(3)所得的每個(gè)活性炭吸附器瓶體的y射線照射量率與其在 步驟(1)所得的活性炭吸附器瓶體的y射線照射量率相減，即可獲得各測 點(diǎn)的異常信息；
(5) 根據(jù)步驟(4)的測量結(jié)果，采用多重分形插值方法繪制出該研究區(qū) 活性炭吸附氡濃度等值圖；然后應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法圈定氡異常下限，對鈾礦 化的空間位置進(jìn)行推斷。
本發(fā)明的效果在于本發(fā)明的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采樣裝置及勘查方 法，能夠快速采集土壤中游離氡，可以獲取源自深部的氡異常信息，有利于 對隱伏鈾資源進(jìn)行預(yù)測評(píng)價(jià)。本發(fā)明的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，結(jié)構(gòu) 簡單，易于制造，可以高效地采集到源自深部的氡異常信息。本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡勘査方法，在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)完畢后放置3天以后再測量， 可以有效地避免釷射氣的干擾；采用多重分形空間插值方法，在保持和增強(qiáng) 局部異常信息方面具有良好的應(yīng)用效果，有益于突出與隱伏鈾礦化有關(guān)的局 部弱異常信息。


圖1為本發(fā)明所述的一種瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明所述的一種活性炭吸附器的結(jié)構(gòu)示意圖中l(wèi).活性炭吸附器瓶體；2.活性炭吸附器瓶蓋；3.出氣口導(dǎo)管；4.
進(jìn)氣口導(dǎo)管；5.小孔；6.紗網(wǎng)；7.土壤取氣器進(jìn)氣桿；8.土壤；9. 土壤取氣器
容器；IO.土壤取氣器出氣孔；ll.橡皮導(dǎo)管；12.干燥劑管；13.橡皮導(dǎo)管；14.
電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的進(jìn)氣口； 15.電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的出氣口； 16.電動(dòng)定時(shí)抽氣
泵；17.橡皮導(dǎo)管。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采樣裝置 及勘查方法作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其包括依次
相連的土壤取氣器、電動(dòng)定時(shí)抽氣泵16和活性炭吸附器；
所述的電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的進(jìn)氣口 14與干燥劑管12的一端通過橡皮導(dǎo)管 13相連，干燥劑管12的另一端通過橡皮導(dǎo)管11與土壤取氣器出氣孔10相 連；所述的電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的出氣口 15與活性炭吸附器的進(jìn)氣口導(dǎo)管4通 過橡皮導(dǎo)管17相連。干燥劑管中裝有干燥劑，用于干燥從土壤取氣器中流 出的氣體。
所述的土壤取氣器，包括一個(gè)可密封的土壤取氣器容器9， 土壤取氣器 容器9底端帶有可插入地下土壤層中的土壤取氣器進(jìn)氣桿7， 土壤取氣器容 器9側(cè)面設(shè)有的土壤取氣器出氣孔10; 土壤取氣器容器9為一個(gè)倒圓錐型鋼 制容器；所述的土壤取氣器進(jìn)氣桿7—個(gè)中空的鋼制長桿，其下端分布有若 干個(gè)小孔。
如圖2所示，本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置用活性炭吸附 器，包括一個(gè)活性炭吸附器瓶體l，在活性炭吸附器瓶體1頂部蓋有活性炭 吸附器瓶蓋2，緊鄰活性炭吸附器瓶蓋2下面設(shè)有紗網(wǎng)6，紗網(wǎng)6用于防止活性炭顆粒在氣體流動(dòng)時(shí)被帶出瓶外?；钚蕴课狡髌可w2上方分別設(shè)有出 氣口導(dǎo)管3和進(jìn)氣口導(dǎo)管4，其中出氣口導(dǎo)管3下端剛好插入活性炭吸附器 瓶蓋2內(nèi)，進(jìn)氣口導(dǎo)管4下端穿過活性炭吸附器瓶蓋2后延伸至活性炭吸附 器瓶體1內(nèi)，進(jìn)氣口導(dǎo)管4下端在活性炭吸附器瓶體1內(nèi)延伸至活性炭吸附 器瓶體1高度的1/3 2/3，進(jìn)氣口導(dǎo)管4下端還分布有若干個(gè)小孔5?；钚?炭吸附器由塑料制成，內(nèi)裝有的活性炭厚度在4 5cm。
利用本裝置在野外進(jìn)行土壤中游離氡采集時(shí)，首先在測點(diǎn)布置好瞬時(shí)式 活性炭吸附氡采集裝置；然后打開電動(dòng)定時(shí)抽氣泵，開始進(jìn)行定時(shí)抽氣，這 時(shí)土壤8中含游離氡的氣體，經(jīng)取氣器的進(jìn)氣口 7進(jìn)入取氣器9，再由取氣 器的出氣口 IO流出，經(jīng)橡皮導(dǎo)管11進(jìn)入干燥管12(吸附土壤空氣中的濕氣)， 經(jīng)橡皮導(dǎo)管13進(jìn)入電動(dòng)抽氣泵16的進(jìn)氣口 14，經(jīng)抽氣泵的出氣口 15排出， 經(jīng)由橡皮導(dǎo)管17進(jìn)入到活性炭吸附器的進(jìn)氣口 4中，經(jīng)由活性炭吸附器中 進(jìn)氣管下端的小孔5和進(jìn)氣口的底部流入活性炭吸附器內(nèi)的活性炭中，土壤 空氣中的氡氣被活性炭所吸附，其他空氣由活性炭吸附器的出氣口 4排出。 經(jīng)過上述過程，即可完成活性炭吸附氡的采集。
電動(dòng)定時(shí)抽氣泵用于控制循環(huán)氣體的速度與流量。由于在工作中采用了 電動(dòng)定時(shí)抽氣泵取代了常規(guī)手工抽氣裝置，避免了每次手工抽氣時(shí)，由于每 次抽氣筒提拉不到固定刻度位置、提拉速率不一等引發(fā)的常規(guī)抽氣式測氡工 作時(shí)的多種測量誤差。依托于電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的瞬時(shí)式活性炭吸附氡測量， 在每個(gè)測量點(diǎn)上的抽氣的時(shí)間誤差小、抽氣的速率變化也小，因此土壤中氡 測量的誤差也相應(yīng)地減少了 。
本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡勘査方法，其采用上述瞬時(shí)式活性炭 吸附氡采集裝置，按照如下步驟依次進(jìn)行
(1)首先在室內(nèi)將活性炭放入烘箱在150 20(TC烘烤4 8小時(shí)，然后 在超凈柜里待活性炭冷卻后將其裝在多個(gè)活性炭吸附器瓶體內(nèi)并密封，每個(gè) 活性炭吸附器瓶體內(nèi)的活性炭厚度為4 5cm;再用活性炭氡測量儀測量上 述每個(gè)裝有活性炭的活性炭吸附器瓶體的Y射線照射量率；
(2)在鈾成礦靶區(qū)內(nèi)，設(shè)置5條或5條以上等間距的測線，每條測線上 取點(diǎn)距和線距相等的多個(gè)測點(diǎn)；在每一測點(diǎn)下方打深度為80 90cm的取氣 孔，然后分別在所有取氣孔處進(jìn)行采集；在每一個(gè)取氣孔處進(jìn)行采集時(shí)，均先在取氣孔處插入土壤取氣器，將土壤取氣器、電動(dòng)定時(shí)抽氣泵(16)以及 步驟(1)中所得的裝有活性炭的活性炭吸附器順次相連，電動(dòng)定時(shí)抽氣泵 啟動(dòng)抽氣開始進(jìn)行釆集氡，3 10min結(jié)束采集，將活性炭吸附器拔下并密 封； 一個(gè)測點(diǎn)采集對應(yīng)一個(gè)活性炭吸附器；
(3) 將所有采集獲得的活性炭吸附器放置3天~5天，然后采用活性炭氡 測量儀測量每個(gè)活性炭吸附器瓶體的Y射線照射量率；
(4) 將步驟(3)所得的每個(gè)活性炭吸附器瓶體的Y射線照射量率與其在 步驟(1)所得的活性炭吸附器瓶體的Y射線照射量率相減，即可獲得各測 點(diǎn)的異常信息；
(5) 根據(jù)步驟(4)的測量結(jié)果，采用多重分形插值方法繪制出該研究區(qū) 活性炭吸附氡濃度等值圖；然后應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法圈定氡異常下限，對鈾礦 化的空間位置進(jìn)行推斷。
權(quán)利要求
1. 一種瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其特征在于它包括土壤取氣器、電動(dòng)定時(shí)抽氣泵(16)和活性炭吸附器；其中電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的進(jìn)氣口(14)與土壤取氣器出氣孔(10)相連，電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的出氣口(15)與活性炭吸附器的進(jìn)氣口導(dǎo)管(4)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其特征在于: 所述的活性炭吸附器包括一個(gè)活性炭吸附器瓶體(1)，在活性炭吸附器瓶體(1)頂部蓋有活性炭吸附器瓶蓋(2)，緊鄰活性炭吸附器瓶蓋(2)下面設(shè) 有紗網(wǎng)(6);活性炭吸附器瓶蓋(2)上方分別設(shè)有出氣口導(dǎo)管(3)和進(jìn)氣 口導(dǎo)管(4)，其中出氣口導(dǎo)管(3)下端剛好插入活性炭吸附器瓶蓋(2)內(nèi)， 進(jìn)氣口導(dǎo)管(4)下端穿過活性炭吸附器瓶蓋(2)后延伸至活性炭吸附器瓶 體(1)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置用活性炭吸附 器，其特征在于所述的活性炭吸附器進(jìn)氣口導(dǎo)管(4)下端在活性炭吸附 器瓶體(1)內(nèi)延伸至活性炭吸附器瓶體(U高度的l/3 2/3，進(jìn)氣口導(dǎo)管(4)下端還分布有若干個(gè)小孔(5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置用活性炭 吸附器，其特征在于所述的活性炭吸附器瓶體(1)內(nèi)裝有的活性炭厚度 在4 5cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其特征 在于在電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的進(jìn)氣口 (14)與土壤取氣器出氣孔(10)之間設(shè) 有干燥劑管(12)。
6. —種瞬時(shí)式活性炭吸附氡勘査方法，其特征在于該方法按照如下 步驟依次進(jìn)行.(1)首先在室內(nèi)將活性炭放入烘箱在150 20(TC烘烤4 8小時(shí)，然后 在超凈柜里待活性炭冷卻后將其裝在多個(gè)活性炭吸附器瓶體內(nèi)并密封，每個(gè) 活性炭吸附器瓶體內(nèi)的活性炭厚度為4 5cm;再用活性炭氡測量儀測量上 述每個(gè)裝有活性炭的活性炭吸附器瓶體的Y射線照射量率；(2)在鈾成礦靶區(qū)內(nèi)，設(shè)置5條或5條以上等間距的測線，每條測線上 取點(diǎn)距和線距相等的多個(gè)測點(diǎn)；在每一測點(diǎn)下方打深度為80 90cm的取氣孔，然后分別在所有取氣孔處進(jìn)行采集；在每一個(gè)取氣孔處進(jìn)行采集時(shí)，均 先在取氣孔處插入土壤取氣器，將土壤取氣器、電動(dòng)定時(shí)抽氣泵(16)以及 步驟(1)中所得的裝有活性炭的活性炭吸附器順次相連，電動(dòng)定時(shí)抽氣泵 啟動(dòng)抽氣開始進(jìn)行采集氡，3 10min結(jié)束采集，將活性炭吸附器拔下并密 封； 一個(gè)測點(diǎn)采集對應(yīng)一個(gè)活性炭吸附器；(3) 將所有采集獲得的活性炭吸附器放置3天 5天，然后采用活性炭氡 測量儀測量每個(gè)活性炭吸附器瓶體的Y射線照射量率；(4) 將步驟(3)所得的每個(gè)活性炭吸附器瓶體的y射線照射量率與其在 步驟(1)所得的活性炭吸附器瓶體的y射線照射量率相減，即可獲得各測 點(diǎn)的異常信息；(5) 根據(jù)步驟(4)的測量結(jié)果，采用多重分形插值方法繪制出該研究區(qū) 活性炭吸附氡濃度等值圖；然后應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法圈定氡異常下限，對鈾礦 化的空間位置進(jìn)行推斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種瞬時(shí)式活性炭吸附氡采樣裝置及勘查方法。本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡采集裝置，其它包括土壤取氣器、電動(dòng)定時(shí)抽氣泵和活性炭吸附器；其中電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的進(jìn)氣口與土壤取氣器出氣孔相連，電動(dòng)定時(shí)抽氣泵的出氣口與活性炭吸附器的進(jìn)氣口導(dǎo)管相連。本發(fā)明所述的瞬時(shí)式活性炭吸附氡勘查方法，在現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)完畢后放置3天以后再測量，可以有效地避免釷射氣的干擾；采用多重分形空間插值方法，在保持和增強(qiáng)局部異常信息方面具有良好的應(yīng)用效果，有益于突出與隱伏鈾礦化有關(guān)的局部弱異常信息。本發(fā)明能夠快速采集土壤中游離氡，可以獲取源自深部的氡異常信息，有利于對隱伏鈾資源進(jìn)行預(yù)測評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G01V5/00GK101477212SQ20081000003
公開日2009年7月8日 申請日期2008年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月4日
發(fā)明者丹 柯, 談成龍, 韓紹陽 申請人:核工業(yè)北京地質(zhì)研究院