人类所受来自氡的照射占天然辐射所致剂量的40%, 而其中室内氡的贡献占90%, 有效的控制室内氡浓度, 是降低人类所受辐射剂量的重要方面。常温常压下, 氡在自由空间的运动服从费克第一扩散定律^[1]。由于气体分子的热运动, 使氡气由高浓度处向低浓度处扩散迁移。射气介质对氡的扩散增加了某种限制, 这就使氡在不同介质中的扩散系数不同。因此, 扩散系数的大小, 在一定程度上反映出氡在某种介质中的扩散能力, 或介质为氡的扩散所提供的条件的好坏。选用扩散系数小的涂敷材料, 可以改变建材表面氡析出率, 从而达到防氡的目的。

一 实验装置与原理

根据我国现用仪器, 建立实验装如附图.

图中闪烁室为ZnS闪烁室, 体积为700 cm³。测氡仪使用ZYW-8501测氡仪。镭源内装填固体镭盐粉未38g, 比活度1.156 ×10^-9 Ci/g。在被测材料周围使用密封胶垫以确保无渗漏。闪烁室以上部分全部涂黑避光。预先将被测材料制成薄膜, 制膜质量对测量结果影响较大, 要求薄膜表面平整, 厚度均匀, 在低倍显微镜下检查有无细小气眼。

首先在被测材料位置放置一层聚胺脂泡沫, 它可以阻止氡子体进入闪烁室而让氡气自由通过。打开开关, 由镭源产生的氡气通过扩散进行闪烁室内, 达到平衡状态后, 测氡仪计数率不再升高, 此过程一般需几天吋间, 记录氡浓度为Co。然后关闭开关, 取下聚胺脂泡沫, 换上被测薄膜, 闪烁室反复抽空充N₂, 降至本底水平, 打开开关, 达到稳定计数率后, 记录氡浓度为Cm, 设Cm/Co =R根据文献^[2]推导的公式:

(1)

式中λ-氡衰变常数(s^-1)

T-被测渖膜厚度(cm)

V₁-镭源容器体积(cm³)

V₂-闪烁室体积(cm³)

A-被测渖膜有效面积(cm²)

D-氡在被测介质材料中的扩散系数(cm²·s^-1)

其他数据已知, 只需测得Co及Cm, 根据式(1)便可计算D值。

二 结果与讨论

对数种常用涂敷材料的氡扩散系数的测淀结果见附表。

从测定结果看, 我国广泛应用的106内墙涂料没有任何防氡能力。高挡的塑料壁纸亦不会有好的阻氡效果。文献^[1]报道我国曾进行过偏氣乙烯防氡实验, 并取得了一定效果。但其作为一种基础原料, 缺点是价格偏高, 实用性差, 难以推广应用。国外文献^[3]报道沥青没有防氡效果, 与我们测定结果基本相符。作为防水涂料基料的氣丁橡胶如能作为巷道或地基的堵缝充填物, 估计会有一定作用。根据我们实验观察, 如果涂敷材料能产生有意义的防氡效果, 其D值应≤10^-8(cm²·s^-1)。聚醋酸乙烯脂和油漆具有较低的D值, 但共同的不足之处也是成本偏高, 且耐潮、耐水性差。在某些适宜的场合可以应用。综上所述, 氡在射气介质中的扩散运动是它的最基本运动形式, 往评价涂料覆盖阻氡效果时, 扩散系数的大小有重要意义。在材料的筛选过程中, 我们只要测得氡在某种材料中的扩散系数, 就可得知该材料防氡牲能的好坏, 缩小了实验规模, 并为计算其他参数提供了依据。新的性能优良、经济实用的涂敷材料还有待于我们进一步研究开发。