開環(huán)式同步測量有效衰變常數(shù)及氡析出率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及核輻射探測技術(shù)領(lǐng)域測量氡析出率的方法,特別是一種開環(huán)式同步測 量有效衰變常數(shù)及氡析出率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 空氣環(huán)境中氡主要來自于介質(zhì)表面的析出,測量介質(zhì)表面氡析出率的主要方法有 累積法、開環(huán)式和活性炭吸附法等?;钚蕴课椒ㄊ抢没钚蕴繉ξ龀鲭钡奈剑ㄟ^對吸 附在活性炭中的氡衰變產(chǎn)生的γ譜進(jìn)行測量求出氡析出率,該方法測量時間長、不易實現(xiàn) 自動化;累積法主要是用于測量一段時間內(nèi)的平均氡析出率,具有重要的統(tǒng)計意義和參考 價值,但是不易長期連續(xù)監(jiān)測氡析出率的變化。
[0003] 開環(huán)式氡析出率測量法是利用栗將外界空氣主動引入集氡罩收集室,然后通過一 個小干燥管后送入靜電收集法測氡儀的測量腔,測量從集氡罩收集室引出的空氣中氡的濃 度。傳統(tǒng)的開環(huán)式測量氡析出率的方法都忽略了有效衰變常數(shù)的影響,但研究表明:當(dāng)集氡 罩收集室的換氣率不滿足遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有效衰變常數(shù)時,測量誤差較大。目前也有方法利用兩 次測量得到有效衰變常數(shù),但是比較復(fù)雜。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種開環(huán)式同步測量有效衰變 常數(shù)及氡析出率的方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種開環(huán)式同步測量有效衰變常數(shù)及氡析出率的方法,包 括測量過程和計算過程,通過對集氡罩收集室內(nèi)氡濃度上升曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對現(xiàn)有的 計算方法進(jìn)行修正,并進(jìn)行簡單計算就能夠得到的較準(zhǔn)確的氡析出率。其具體操作如下: 一、測量過程: 將開口集氡罩扣在待測介質(zhì)的表面上,或?qū)⒋郎y介質(zhì)裝入密閉集氡罩收集室內(nèi),由于 待測介質(zhì)內(nèi)的氡原子在擴散與滲流作用下,逸出表面進(jìn)入集氡罩收集室,導(dǎo)致集氡罩收集 室內(nèi)氡濃度變化,栗一直以恒定流速將外界的空氣從集氡罩的進(jìn)氣口抽入集氡罩收集室, 與集氡罩收集室內(nèi)的空氣混合均勻后,再從集氡罩的出氣口栗入干燥管,然后送入靜電收 集法測氡儀的測量腔,流速0. 5-15升/分鐘,使得測氡儀測量腔內(nèi)的氡濃度與集氡罩收集 室內(nèi)的氡濃度平衡,流量計用來測量流量。
[0006] 測量過程采用較短的時間間隔測量,既2-10分鐘測量一次,測量η個周期直到集 氡罩收集室內(nèi)的氡濃度趨于恒定值。
[0007] 二、計算過程: 由于栗的流率較大,靜電收集法測氡儀測量腔內(nèi)的氡濃度與集氡罩收集室內(nèi)的氡濃度 相等,外界環(huán)境空氣氡濃度非常低,可以近似為〇。
[0008] 靜電收集法測氡儀測量腔內(nèi)的氡濃度C (t)為: CN 105158788 A 說明書 2/7 頁
J為被測介質(zhì)表面氡析出率;S為集氡罩收集室的底面積,面積單位為cm2;V為集氡罩 收集室體積,體積單位為升;L為栗的流率;為有效衰變常數(shù),包括氡的衰變常數(shù)j,集 氡罩收集室內(nèi)氡的泄漏系數(shù)和反擴散系數(shù); t為集氡的時間。
[0009] 當(dāng)
:時,且集氡罩收集室內(nèi)的氡濃度趨于恒定值時,即
:,氡析 出率就能夠由式(1)變化得到:
(2) 式(2)就是傳統(tǒng)的開環(huán)式氡析出率測量方法。
[0010] 式(1)能夠改寫為:
對于靜電收集法測氡儀,其實際測量的是氡衰變產(chǎn)生的Po-218的濃度,對于Po-218的 濃度Cpo⑴有:
將式(4)帶入式(5)得:
初始Po-218的濃度為0,式(6)的解為:
將測量得到的η個周期的氡濃度數(shù)據(jù)定義為η個周期中點的氡濃度,再利用式(7)進(jìn) 行非線性數(shù)據(jù)擬合,就能夠同步得到氡析出率和有效衰變常數(shù)。
[0011] 上述方法采用的測量裝置由集氡罩、栗、干燥管、靜電收集法測氡儀及流量計組 成,集氡罩的出氣口接頭通過管道與栗的進(jìn)氣口連接,栗的出氣口通過管道與干燥管連接, 干燥管的另一端通過管道與靜電收集法測氡儀測量腔的進(jìn)氣口連接,靜電收集法測氡儀測 量腔的出氣口通過管道與流量計的進(jìn)氣口連接,流量計的出氣口通過管道與外界空氣相 通。
[0012] 集氡罩包括開口集氡罩和密閉集氡罩。
[0013] 開口集氡罩為一個底端開口的矩形容器,開口集氡罩的頂板上設(shè)有進(jìn)氣口接頭, 其側(cè)板上設(shè)有出氣口接頭。
[0014] 密閉集氡罩包括一個底端開口的矩形容器及密封板,矩形容器的頂板上設(shè)有進(jìn)氣 口接頭,其側(cè)板上設(shè)有出氣口接頭,密封板與矩形容器的開口端采用螺釘連接,通過密封板 將矩形容器的開口端封閉。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點: 本發(fā)明與傳統(tǒng)的開環(huán)式測量氡析出率的方法相比,通過對集氡罩收集室內(nèi)氡濃度上升 曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對現(xiàn)有的計算方法進(jìn)行修正,并進(jìn)行簡單計算就能夠得到的較準(zhǔn)確的 氡析出率,測量過程及計算方法簡單,結(jié)果準(zhǔn)確。
[0016] 以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。
【附圖說明】
[0017] 附圖1為采用開口集氡罩進(jìn)行測量時的示意圖,圖中Pl為進(jìn)氣,P2為進(jìn)氣; 附圖2為采用密閉集氡罩進(jìn)行測量時的示意圖,圖中Pl為進(jìn)氣,P2為進(jìn)氣。
【具體實施方式】
[0018] 實施例一、如附圖1所示,一種開環(huán)式同步測量有效衰變常數(shù)及氡析出率的方法, 包括測量過程和計算過程,通過對集氡罩收集室內(nèi)氡濃度上升曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對現(xiàn)有 的計算方法進(jìn)行修正,并進(jìn)行簡單計算就能夠得到的較準(zhǔn)確的氡析出率。其具體操作如 下: 一、測量過程: 將開口集氡罩1扣在待測介質(zhì)6的表面上,由于待測介質(zhì)6內(nèi)的氡原子在擴散與滲流 作用下,逸出表面進(jìn)入開口集氡罩1收集室,導(dǎo)致開口集氡罩1收集室內(nèi)氡濃度變化,栗2 一直以恒定流速將外界的空氣從開口集氡罩的進(jìn)氣口抽入開口集氡罩收集室,與開口集氡 罩1收集室內(nèi)的空氣混合均勻后,再從開口集氡罩1的出氣口栗入干燥管3,然后送入靜電 收集法測氡儀4的測量腔,流速0. 5-15升/分鐘,使得測氡儀4測量腔內(nèi)的氡濃度與開口 集氡罩1收集室內(nèi)的氡濃度平衡,流量計5用來測量流量。
[0019] 測量過程采用較短的時間間隔測量,既2-10分鐘測量一次,測量η個周期直到開 口集氡罩收集室內(nèi)的氡濃度趨于恒定值。
[0020] 二、計算過程: 由于栗2的流率較大,靜電收集法測氡儀4測量腔內(nèi)的氡濃度與開口集氡罩1收集室 內(nèi)的氡濃度相等,外界環(huán)境空氣氡濃度非常低,可以近似為0。
[0021 ] 靜電收集法測氡儀4測量腔內(nèi)的氡濃度C (t)為:
J為被測介質(zhì)表面氡析出率;S為開口集氡罩1收集室的底面積,面積單位為cm2;V為 開口集氡罩1收集室體積,體積單位為升;L為栗的流率;4為有效衰變常數(shù),包括氡的衰 變常數(shù)4,開口集氡罩1收集室內(nèi)氡的泄漏系數(shù)和反擴散系數(shù); t為集氡的時 間。
[0022]當(dāng)
時,且開口集氡罩1收集室內(nèi)的氡濃度趨于恒定值時,即
,氡析出率就能夠由式(1)變化得到:
(2) 式(2)就是傳統(tǒng)的開環(huán)式氡析出率測量方法。
[0023] 式(1)能夠改寫為:
式(3)的解為:
對于靜電收集法測氡儀4,其實際測