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技術(shù)文章

氡及其子體的測量

2006/10/31 13:15:00

自然界中氡的天然放射性同位素有222Rn220Rn219Rn分別來源于鈾系、釷系和錒系三種主要天然放射性衰變系列。鈾系和釷系都在自然界中廣泛存在,由它們衰變出來的222Rn220Rn的半衰期分別為3.83天和55.6秒。而錒系(285U在自然界中含量很少,僅占238U含量的0.72%而且由它衰變的219Rn的半衰期更短,只有3.96秒,在產(chǎn)生的瞬間就衰變掉了。所以在空氣中幾乎顯不出它的存在。因此222Rn是低層大氣中天然放射性氣體的主要組分。在人們接受的來自天然輻射的劑量中大約50%是由氡及其短壽命衰變子體的貢獻(xiàn)。所以222Rn及其子體的生物學(xué)危害已引起人們越來越廣泛的重視。目前許多國家都在竟相開展這方面的調(diào)查測量和研究工作
     氡是氣體,而其衰變子體卻是固體。氡子體既有α輻射,也有β和γ輻射,因此氡子體是α、β、γ的混合輻射源。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氡的密度為9.96kg/m3是空氣的7.7倍。它能溶解于水和許多液體,還能溶解于血液和脂肪,而在人體內(nèi)組織的溶解度卻很低,一旦脫離含氡氣體環(huán)境,很快經(jīng)肺排出。當(dāng)人們進(jìn)入含有較高濃度氡的環(huán)境時(shí)3040分鐘吸入與呼出的氡達(dá)到平衡,當(dāng)離開此環(huán)境1小時(shí)后90%的氡被排出。
     氡子體卻不同,它們是釙、鉛、鉍等金屬粒子。222Rn經(jīng)α衰變以后,順序生成的產(chǎn)物是218PoRaA)、214PbRaB)、214BiRaC214PoRaC1),它們的半衰期都較短,最后的產(chǎn)物是210Pb,半衰期較長為22.3年。所以,一般主要考慮222Rn218Po214Pb214Bi214Po對人體的影響。當(dāng)吸入氡的短壽命子體后不斷地沉積在呼吸道表面,在局部區(qū)域內(nèi)不斷積累。因此吸入含氡氣體對呼吸道造成的輻射危害,主要來自氡子體,氡子體在呼吸道的沉積率為2050%而沉積率是決定呼吸道上皮組織接受輻射劑量的一個(gè)重要因素。氡及其子體對人類的輻射危害主要是肺癌,其潛伏期可長達(dá)1540年。
     室內(nèi)空氣中的氡主要來源是建筑物下的地層、建筑材料、水源和燃料(煤、液化氣等),其濃度不僅取決于這些材料的含鐳量、物理性質(zhì)(如空隙率、孔隙大小等)、環(huán)境條件(溫度、濕度、大氣壓等)和時(shí)間因素(季節(jié)、晝夜變化),還取決于室內(nèi)的通風(fēng)條件。
     由于建材所致的人類劑量可以與X射線診斷所致劑量相比較,而建材中釋放的氡所引起的內(nèi)照射劑量較之建材的γ外照射是主要的。因此進(jìn)行建筑物室內(nèi)氡及其子體濃度的調(diào)查測量和研究,對進(jìn)行輻射防護(hù)研究是十分必要的。
測量儀器和方法
     氡及其子體的測量方法很多,測氡主要有靜電計(jì)法、活性碳濃縮法、閃爍室法、雙濾膜法、氣球法等。測氡子體方法有季夫格勞三點(diǎn)法、托馬斯三段法、馬茲等的α譜儀法、馬爾科夫法和部分計(jì)數(shù)法等。
    
測量氡濃度,我們采用靜電計(jì)法和雙濾膜法,輔以閃爍室法。測氡子體濃度采用馬爾科夫法,輔以托馬斯三段法。雙濾膜法的最大優(yōu)點(diǎn)是排除了子體的干擾。在氡濃度較高的情況下,測量簡便、迅速、準(zhǔn)確,靈敏度可由37Bq/m3提高到0.37Bq/m3增大取樣筒體積,可提高靈敏度。本方法的原理如下圖所示:


    
在抽氣過程中,入口濾膜濾掉空氣中的222Rn子體和其他固態(tài)放射性核素。純222Rn在筒內(nèi)飛行途中又產(chǎn)生新的子體,其中一部分?jǐn)U散在筒壁上,另一部分為出口濾膜所收集。由于子體遵循一定規(guī)律積累和衰變,所以測出出口濾膜上的α放射性強(qiáng)度就可確定氡濃度。其計(jì)算公式如下:

式中:XRn——氡濃度,Bq/m3
      NX——出口濾膜上的積分計(jì)數(shù)
      Nb——本底計(jì)數(shù),一般Nb=0
      E——儀器的計(jì)數(shù)效率
      Z——與取樣時(shí)間、計(jì)數(shù)時(shí)間間隔有關(guān)的修正系數(shù)
      V——取樣流速,升/
      Ff——新生子體到達(dá)出口濾膜的份額,它與μ值有關(guān);μ=πDL/g,其中π=3.14D為粒子的擴(kuò)散常數(shù)(cm2/秒),L為雙濾膜筒的長度(cm),g為取樣流速(cm3/
      ε——自吸收和過濾效率因子
     測量氡子體的馬爾科夫法,主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、操作方便,測量時(shí)間短,不同平衡比下,方法誤差不同,總的誤差在+11%-9.5%之間,測量誤差能滿足防護(hù)要求。其計(jì)算公式為:

 

式中:XegRn——氡子體濃度,Bq/m3
      N7-10——取樣后第7至第10分鐘內(nèi)的α積分計(jì)數(shù)
      E——儀器的計(jì)數(shù)效率
      V——取樣流速,升/
      F——濾膜的過濾效率
      f——濾膜的自吸收系數(shù)
     本裝置可用于環(huán)境和建筑物內(nèi)氡子體濃度的測量,測量數(shù)據(jù)取算術(shù)平均值。

氡及其子體的測量 的相關(guān)產(chǎn)品:
  • 中子及X、γ、β外照射個(gè)人劑量監(jiān)測服務(wù)

    產(chǎn)品名稱:中子及X、γ、β外照射個(gè)人劑量監(jiān)測服務(wù)

    產(chǎn)品描述:放射工作人員個(gè)人劑量委托監(jiān)測服務(wù)     依據(jù)《GB18871-2002電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》和《GBZ128-2002職業(yè)性外照射個(gè)人監(jiān)測規(guī)范》的要求,以熱釋光個(gè)人劑量計(jì)作為監(jiān)測手段,為放射工作人員提供個(gè)人劑量委托監(jiān)測服務(wù),并為企業(yè)或衛(wèi)生行政部

  • REN500B型智能化X、γ輻射儀

    產(chǎn)品名稱:REN500B型智能化X、γ輻射儀

    產(chǎn)品描述:   REN500B型智能化х-γ輻射儀是監(jiān)測各種放射性工作場所х、γ射線輻射劑量率的專用儀器。該儀器具有較大的劑量率測量范圍和能量響應(yīng)特性。此外通過配套的RenRiRate劑量率管理軟件可將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀出后分析。該儀器廣泛用于衛(wèi)生、環(huán)保、冶金、石油、化工、醫(yī)院、加速器、工業(yè)探傷

  • REN500型智能化χ、γ輻射儀

    產(chǎn)品名稱:REN500型智能化χ、γ輻射儀

    產(chǎn)品描述:      REN500型智能化χ、γ輻射儀采用高靈敏的閃爍晶體作為探測器,反應(yīng)速度快, 和國內(nèi)同類儀器相比,該儀器具有更寬的劑量率測量范圍。 該儀器除能測高能、低能γ射線外,還能對低能X射線進(jìn)行準(zhǔn)確的測量,具有良好的能量響應(yīng)特性。此外通過配套的Re

  • REN200B型X-γ個(gè)人劑量報(bào)警儀

    產(chǎn)品名稱:REN200B型X-γ個(gè)人劑量報(bào)警儀

    產(chǎn)品描述:REN200B型X、γ輻射個(gè)人劑量當(dāng)量HP(10)監(jiān)測儀(簡稱:個(gè)人劑量報(bào)警儀)內(nèi)置高量程蓋格計(jì)數(shù)管為探測器,主要用來監(jiān)測各種放射性工作場所的X、γ以及硬β射線的輻射,具有較寬的測量范圍。能顯示工作場所的劑量當(dāng)量率和累積劑量,更換電池時(shí),日期及累積數(shù)據(jù)能永久保存。可選配RenRiPersonal個(gè)人

  • REN300+REN-3He-N型固定式中子、伽瑪報(bào)警儀

    產(chǎn)品名稱:REN300+REN-3He-N型固定式中子、伽瑪報(bào)警儀

    產(chǎn)品描述:本報(bào)警儀由REN300在線輻射安全報(bào)警儀和REN-3He-N中子探頭和REN-NaI30伽瑪探頭組成。該輻射報(bào)警裝置是采用特殊設(shè)計(jì)的前置放大電路,具有靈敏度高、操作方便、自動(dòng)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和超閾值報(bào)警等特點(diǎn),能實(shí)時(shí)給出x射線、γ射線、中子射線的輻射劑量率。考慮到現(xiàn)場操作、應(yīng)急快速響應(yīng)的需要,主機(jī)安裝

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    產(chǎn)品名稱:REN400型X、γ、α、β、中子多功能輻射檢測儀

    產(chǎn)品描述:     REN400型多功能輻射檢測儀是以內(nèi)置高靈敏度蓋格計(jì)數(shù)管為探測器,外接不同類型的探頭來實(shí)現(xiàn)對低劑量χ、γ射線,高劑量χ、γ射線,α、β射線和中子射線的檢測。作為多功能輻射巡測儀,能顯示工作場所的輻射值,自動(dòng)連續(xù)測量和記錄280萬條輻射劑量率數(shù)據(jù),更換

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