[发明专利]测量氡析出率的方法

摘要

一种测量氡析出率的方法，包括测量过程和计算过程，将集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入集氡罩收集室内，等时间间隔测量得到一组氡浓度数据，将测量得到的氡浓度数据根据式(9)，非线性拟合得到氡析出率。或利用20分钟以后的测量数据根据式(10)，非线性拟合得到氡析出率。

主权项

1、一种测量氡析出率的方法，它包括测量过程和计算过程，一、测量过程：将集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入集氡罩收集室内，由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下，逸出表面进入集氡罩收集室，导致集氡罩收集室内氡浓度变化，泵一直以恒定流速将集氡罩收集室内的氡通过干燥管和滤膜滤出子体后泵入测量室，流速0.5-2升/分钟，使得测量室的氡浓度与集氡罩收集室内的氡浓度平衡；测量室内有一半导体探测器，半导体探测器与二次仪表连接，探测钋218衰变放出的α粒子计数，在测量室底及壁与半导体探测器之间加以50-100伏/厘米的电场，使得氡衰变后产生的带正电的钋218在电场作用下高速吸附到半导体探测器面上，提高探测效率；测量得到的氡浓度是测量时间内的平均浓度，具体对应哪个时间点难以确定，采用短时间间隔测量，既1-5分钟测量一次，就可以近似认为测量得到的氡浓度对应测量时间的中间，可以减小测量时间较长导致的氡浓度对应的时间不确定性，这样短时间间隔可能造成统计涨落较大，可以通过增加测量点来弥补，并没有增加总的测量时间；仅仅测量钋218衰变放出的α粒子计数来反推氡浓度，可以完全排除钍射气的干扰，等时间间隔测量得到一组氡浓度数据，考虑泄漏和反扩散影响，同时对氡与其衰变子体钋218进行非平衡修正，就能得到较准确的介质表面氡析出率；二、计算过程：将集氡罩扣在待测介质表面上，这时集氡罩内氡浓度变化可用式(1)描述：dCdt=JSV-λC-RC---(1)]]>为单位时间析出到集氡罩中的氡引起氡浓度的变化，J为被测介质表面氡析出率，S为集氡罩的底面积，V为集氡罩空间体积，λC为集氡罩内氡的衰变引起的氡浓度变化，RC为集氡罩内氡的泄漏和反扩散引起的氡浓度变化，λ＝2.1×10^-6s^-1为氡的衰变常数，C为集氡罩内积累t时刻的氡浓度，R为氡的泄漏和反扩散率，t为集氡的时间；令λ_e＝λ+R；令环境氡浓度为C₀，即t＝0时，集氡罩内氡的浓度为C₀，式(1)的解为：C(t)=JSλeV(1-e-λet)+C0e-λet]]>≈JSλeV(1-e-λet)---(2)]]>其特征是：由于在快速测量氡浓度过程中，氡浓度一直在上升，氡与其衰变子体钋218不可能达到平衡，通过测量钋218衰变放出的α粒子计数来反推氡的浓度，得到的氡的浓度偏低；采用以下方法修正：氡在进入RAD7的样品腔时其子体已被滤膜滤除，在测量室中的氡衰变可描述为：dCdt=-λC---(3)]]>dCPodt=λPoC-λPoCPo---(4)]]>C_Po(0)＝0C_Po表示218Po浓度；λ_Po是218Po衰变常数，等于0.0037s^-1；氡的半衰期为3.8235d；218Po的半衰期为3.10min，当认为测量期间氡浓度不变，式(4)的解为：CPo(t)=C(1-e-λPot)---(5)]]>当时间长于20min，218Po与氡平衡，式(5)可简化为：C_Po(t)＝C                                          (6)氡浓度的测量原理来自式(6)，利用式(2)、(4)就可得到RAD7中218Po衰变规律：dCPodt=JSλPoλeV(1-e-λet)-λPoCPo---(7)]]>解得：CPo(t)=JSλeV(λe-λee-λPot-λPo+λPoe-λet)λe-λPo---(8)]]>比较式(8)、(6)可得到RAD7实际测量得到的氡浓度值为：C1(t)=JSλeV(λe-λee-λPot-λPo+λPoe-λet)λe-λPo---(9)]]>=JSλeV(1-λee-λPot-λPoe-λetλe-λPo)]]>式(9)就是修正后的利用静电收集法快速测量氡析出率的理论模型，根据式(9)非线性拟合得到氡析出率。