[发明专利]松散破碎射气介质氡析出能力的测量方法及测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对松散破碎射气介质氡析出能力进行测量的方法及测量装置，特别是在原地爆破浸出采铀技术中对松散破碎射气介质氡析出能力进行测量的方法及测量装置。 

背景技术

原地爆破浸出采铀堆场是由爆破法构筑而成的铀矿堆，其具有如下特点：(1)它由粒径大小不等、形状不规则的矿石颗粒组成；(2)颗粒的粒径较大；(3)颗粒间不存在联结。根据这些特点，铀矿堆可以被抽象为松散破碎射气介质。松散破碎射气介质中氡的运移包括两个过程：首先氡从矿石颗粒里产生并穿过其表面进入矿石颗粒之间的空隙；之后氡在空隙中进行运移。松散破碎射气介质氡析出能力是指单位时间单位体积的介质析出到矿石颗粒之间空隙中的氡量，它是表征介质氡析出的重要参数。由于反扩散的影响，松散破碎射气介质析出到其空隙中的氡的能力随着空隙中的氡浓度变化而变化，即松散破碎射气介质氡析出能力不是一个定值。而目前还没有一套针对松散破碎射气介质氡析出能力的有效测量计算方法和装置。 

发明内容

本发明的目的在于公开一套新的系统的对松散破碎射气介质氡的析出能力进行测量和计算的方法及专门的实验装置。 

本发明的技术方案是：一种对松散破碎射气介质氡的析出能力测量的方 法，它包括对松散破碎射气介质氡析出能力的测量及计算。 

一、对松散破碎射气介质氡析出能力的测量 

测量采用本发明提供的实验装置，取样仪器采用针孔注射器，装样仪器采用球型闪烁室，浓度读取仪器为FH463B型自动定标器与FD-125型氡钍分析仪，两仪器通过高压线和信号线连接使用。 

测量时，首先将实验装置内的氡用鼓风装置排空，使介质达到最大的析出能力。采用间隔取样方式，每次取样前，打开实验装置上止水夹，使用连接在实验装置取样口胶皮管上的已排除空气的洗耳球吸入实验装置内已产生的氡气，再将气体压入装置中，如此反复2-3分钟，目的是为了能使实验装置内的氡气混合均匀，以保证取样准确、数据有效。 

取样时，使用针孔注射器插入实验装置取样口上的胶皮管中，抽取试样中的氡气，注入球型闪烁室中并封存，3-3.5h(氡与其子体达到放射平衡的最佳时间)后读取计数率。 

读取数据时，将装样的闪烁室置于FD-125型氡钍分析仪的工作平台上，将其对准光电倍增管接口，使用FH463B型自动定标器读取每分钟计数率5次，计算得出的平均值乘以该闪烁室的刻度值即为试样中氡气的浓度，但该浓度值需乘以取样时抽取的氡气体积与封存样品的闪烁室体积之比的系数才是试样中氡气的真实浓度。 

二、松散破碎射气介质氡析出能力的计算 

在密闭的条件下，铀矿石中氡的析出是以氡浓度梯度为动力的扩散析出。由于有浓度梯度，必定存在反扩散。反扩散的影响使得松散破碎射气介质的氡的析出能力不是定值，而是随浓度的变化而变化的。本测量方法主要用于 测量颗粒粒径较大，级配分布极不均匀，颗粒间不存在联结的松散破碎射气介质析出到颗粒间空隙中的氡的能力。通过测量装置中不同时刻氡的浓度C，作出氡浓度C与时间t的关系图。根据微分原理可知，该曲线上各测点的切线的斜率即为松散破碎射气介质在对应时间点和浓度点的氡的析出能力。 

具体的实验步骤如下： 

A、根据测得的浓度数据，作出浓度C与对应时间点t的关系图； 

B、拟合出浓度C随时间t变化的关系式； 

C、求即得到松散破碎射气介质氡的析出能力α与时间t的关系式，带入对应点的时间即可得到对应时间点的氡析出能力α； 

D、作出T时刻对应的氡浓度C与氡析出能力α的关系图，再拟合出氡析出能力α随氡浓度C变化的关系式。 

本发明提供的松散破碎射气介质氡析出能力的测量与计算方法的优点如下： 

1、消除了反扩散对计算精度的影响，计算得到的氡的析出能力不是定值，是随浓度的变化而变化的值，并能得到具体的表达式； 

2、测量简单，计算有效； 

3、能够满足不同级配(孔隙度、特征块度差异)试样在不同压力、不同温湿度条件下的实验要求。