[发明专利]一种大气中氡气浓度检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种大气中氡气浓度检测系统及方法，系统包括：探测装置，用于采集环境中的氡子体产生的γ光子，并确定其能量分布；数据处理装置，用于对γ光子的能量分布进行解析，测量氡子体衰变产生的γ射线，进而反演计算出大气中的氡气浓度。本发明解决大气氡浓度测量时灵敏度和检出限不足的技术问题，通过氡子体伽马能谱测量就分析实现了大气氡的实时在线测量。本发明中的探测装置，采用铅体屏蔽来自地面的放射性，保证对大气氡测量的准确性。本方法非直接测量氡气衰变产生的α射线，而是根据其子体衰变更容易测量的γ射线，进行计算反演，提高了氡气浓度的检查效率。

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，具体涉及一种大气中氡气浓度检测系统及方法。

背景技术

氡及其短寿衰变子体。是天然放射性系列中铀系、针系的成员，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％，其中室内氡的贡献约为1mSv。

国际癌症研究机构己经确认，氡及其子体对人体有致癌作用。流行病学研究表明氡及其子体的吸入是矿工肺癌发病的主要原因，以及氡和它的衰变子体能停留在肺细胞组织内，在其衰变过程中辐射出α粒子，破坏细胞核中的DNA分子，从而导致癌症的发生。

在21世纪的今天，各种建筑材料和消费品大量涌入室内，使室内氡污染的来源和种类不断增加，人们的身体健康正受到日益严重的威胁，对此，我国政府对氡的研究及防治给予了高度重视。

我国政府非常重视氡的危害和防治，根据我国GB50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》中规定，民用建筑工程室内环境中氡浓度不得高于150Bq/m3，现行国家标准《绿色建筑评价标准》(GB/T50378-2019)中第4.1.1条控制项规定：“建筑场地内应无含氡土壤的危害”。

同样，随着经济的发展和居民生活水平的提高，对空气中氡水平的监测、建筑物内部和居民住房内部的氡污染调查及环境保护都提上了议事日程。因此，需要对大气氡的浓度进行实时在线监测，以保证人们生活的安全和社会稳定。

对氡及其子体的测量分为总量测量和能谱测量，按测量对象可以分为氡气测量、氡子体测量、氡加子体测量，基于此，国内外开发了各种类型的测量仪器，如FT-648型测氡仪、RAD7型测氡仪、FD-3017型测氡仪等。

FT-648双滤膜型测氡仪是目前国内唯一无须刻度而能直接进行氡浓度及氡子体测量的仪器。仪器采用双滤膜测氡浓度原理，即时获得测量结果，测量结果不受氡及其子体之间放射性平衡程度的影响，它适用于环境氡浓度的调查研究、室内氡浓度测量、事故监测、放射医学、地震监测、气象研究以及国防工程核设施的环境监测等领域。

RAD7是一款可对氡气进行全面测量的多功能通用仪器，能在多种模式下工作以完成不同测试目的，如矿井、各种弃置场所、实验室和厂矿等。仪器设计精良，操作简单。

α能谱测氡仪是采用高分辨率半导体α射线探测器，以微控制器为核心的新一代智能辐射防护检测仪表。该仪器能满足国家标准《民用建筑工程室内环境污染控制规范》和国家标准《室内空气质量标准》中对室内空气氡和工程地点土壤以及水中氡测定的要求。可供民用建筑工程和室内辐射环境氡水平监测及污染控制，民用建筑工程地点土壤中氡浓度调查和评价也可用于矿产资源勘查、工程地质勘探、核工业有关部门环境氡浓度监测、地震及地质灾害预报监测、在地质调查中确定地质构造、水质评价等工作中的氡浓度辐射检测等。

虽然现在有大量的测量仪器出现，但由于各仪器在性能上不同程度地存在着一定的缺点如测量灵敏度和检出限等。在快速、大量、正确、连续的测量要求下，过去长期使用的仪器和测量技术都不能完全满足。

传统方法采用直接测量Rn衰变产生的α粒子，由于α粒子在空气中穿透力较弱，在相同厚度空气中的衰减情况相较于γ射线更弱，使得测量α粒子所需要的装置结构、测量条件相对更复杂，测量精度也相较于γ射线更低。

发明内容