氡(Rn)是一种天然存在的放射性气体，是世界卫生组织(WHO)所列出的19种致癌物质之一^[1]，联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2000年报告中指出，在世界正常本底地区，氡及其子体产生的年有效剂量平均为1.3 mSv，占天然电离辐射源所致成人年有效剂量的54.2%^[2]。我国居民来自氡及其子体所贡献辐射剂量，占我国居民所接受的天然辐照总有效剂量的47%左右^[3]。

介质表面氡析出率，是指在单位时间内穿过介质表面单位面积析出到空气中的氡的活度，单位为：Bq·m^-2·s^-1[4]。介质表面的氡析出率值大小是影响我们周围生活环境中氡浓度的重要因素之一，所以，对介质表面氡析出率值受环境因素影响的研究尤为重要，特别是对于氡析出率值在1 d中受大气压强的变化影响研究，具有非常重要的现实意义。

1 材料与方法 1.1 实验材料

实验选取的测量仪为：美国DURRIDGE公司生产的RAD7测氡仪，实验开始前经南华大学标准氡实验室刻度；集氡罩为常规双孔集氡罩(1个进气孔，1个出气孔)和自己设计的五孔集氡罩(4个进气孔，1个出气孔)；实验平台为氡析出率参考标准装置。

1.2 氡析出率测量方法

对于介质表面氡析出率的测量方法有很多种，大体上可分为积累法、活性炭吸附法等^[5]。

积累法也可以被称为局部静态法，主要特点是需要借助于集氡罩(氡的累积装置)，通过测量集氡罩内的氡浓度来计算所测介质表面的氡析出率。根据不同的取样测量方式，又可以将积累法分成以下几种：真空取样测量法、流气循环取样法、驻极体收集法和静电收集法等。

活性炭吸附法(可简称为：吸附法)，主要是利用活性炭对氡的吸附性能。将装有一定量活性炭的活性炭盒，在单位时间内吸附单位面积介质表面的氡，之后密封放置3.5h左右，待其达到放射平衡后，通过对氡子体特征γ射线的测量，计算得到介质表面的氡析出率^[6-8]。

本实验所选用的双室开环平衡法测量氡析出率的方法^[9-10]，属于积累法测量氡析出率的一种，本方法的特点就是，可以实现对氡析出率的快速连续测量，原理图如下图 1所示：

由图 1可知，气体不断地进入集氡罩内，同时等量地抽出混合了集氡罩内所积累的氡气体，形成一个动态平衡。测量集氡罩内被抽出气体的氡浓度，通过计算得出所测介质表面的氡析出率，计算公式如下公式1所示。根据公式1可以看出，氡析出率的计算值与集氡罩内氡浓度的测量值成正相关，图 1中集氡罩进气口导入不含氡气体，目的是降低外界气体中的氡对集氡罩内氡浓度的干扰所引起的氡析出率计算误差。由于环境空气中氡浓度很低，相对于集氡罩内的氡浓度而言，可以忽略，故本实验中引入的是环境气体。

$ ~P=\frac{LC}{S} $

1)

式中：P：被测介质表面氡析出率，Bq·m^-2·s^-1；L：氡析出率测量时的抽气流率，m³·s^-1；C：集氡罩内被抽出气体的氡浓度，Bq·m^-3；S：集氡罩底面积，m²。

1.3 氡析出率参考标准装置

氡析出率参考标准装置位于南华大学氡湖南省重点实验室内，如下图 2所示。装置上层覆盖板是由石膏、轻质碳酸钙粉和泡沫塑料板三层析出介质板复合叠加组成，装置的最下层是一个高射气系数的固体氡源。本参考装置能够稳定并且准确地给出测量点位置的平均氡析出率值，可以保证实验测量数据的准确性^[4]。

2 结果

实验中所有的氡析出率数值都是在2015年1月份完成，第一组氡析出率测量时间为1月5日~6日，天气情况为阴转小到中雨；第二组氡析出率测量时间为1月7日~8日，天气情况为阴转晴；第三组氡析出率测量时间为1月8日~9日，天气情况为晴转阴转小到中雨。

实验取样位置位于氡析出率参考标准装置上平均氡析出率值为1.681 3、1.770 2 Bq·m^-2·s^-1的两点之间(根据GB/T 16143-1995建筑物表面氡析出率的活性炭测量方法测得)^[13]，可以将本实验测量点处的平均氡析出率值近似为：1.725 8 Bq·m^-2·s^-1。同时选用两种类型的集氡罩对氡析出率进行连续测量，所测数据绘制的变化曲线如下图 3所示。其中，第1组和第3组数据曲线图是根据双孔集氡罩测量数据所绘；第2组数据曲线图是根据五孔集氡罩做的对比测量数据所绘。实验中每组数据的连续测量时间均超过24 h，每30 min给出一个氡析出率数值，数据曲线是选取0 :00~23 :30之间的氡析出率数值所绘制。

实验中所测3组氡析出率的平均值分别为1.734 5、1.760 4、1.722 6 Bq·m^-2·s^-1，与国家标准方法测量氡析出率值1.725 8 Bq·m^-2·s^-1非常接近，可以看出本试验所测量氡析出率平均值与国家标准方法测量的氡析出率值保持一致。同时也可以证明，氡析出率参考标准装置的氡析出率值几乎不受外界环境的影响，在任何时刻都能够非常稳定地给出氡析出率值。

3 讨论 3.1 大气压强的日变化规律

大气压强1天之中在地表的变化规律是：会出现两个气压高值和两个气压低值，气压高值分别出现在1天中上午的9 :00~10 :00和晚上的21 :00~22 :00之间，气压低值出现在下午的15 :00~16 :00和凌晨的3 :00~4 :00之间。而时间范围在上午9 :00~10 :00时是1天中大气压强的最高值；下午15 :00~16 :00时的大气压强为一天中的最低值^[11-12]。

3.2 大气压强对氡析出率影响

图 3中给出的3组氡析出率测量数据曲线，均是在阴雨天气情况下测量所得，相对湿度较大，外部环境条件较稳定，在本实验中可以排除环境湿度等其他外部环境条件对介质表面氡析出率变化的影响。由介质表面氡析出率在1天中的3条变化曲线可知，氡析出率值在1天中出现了1个较为明显的峰值，此高峰出现在下午14 :00~18 :00时间范围内，在此峰值出现的时间内，正好包含了1天中大气压强最低值(15 :00~16 :00)的时刻；氡析出率出现的低值不是很明显。1天中大气压强的低值与介质表面氡析出率的高值范围一致，而大气压强的高值出现时刻对介质表面氡析出率出现低值的影响不是很明显。

苏日娜在之前的研究中发现，在只受大气压力变化影响阶段，土壤氡析出率变化与其呈负相关关系^[11]，本实验结果与之基本相符。综上表明，在外界其他环境条件相对稳定的情况下，介质表面的氡析出率在1天中的变化规律受大气压强变化的影响较大。大气压强在1天中出现低值的时间范围内，氡析出率值明显升高；大气压强高值时，对介质表面氡析出率值的影响相对不明显。负压有利于介质表面的氡析出。

本实验结果可以对建筑物内通风方式提供一定的参考，对于建筑物内选择以通风的方式降氡时，不宜采用负压通风；对于不能连续通风的密闭环境，如冬天的温室大棚，结合一天中氡析出率的高值时刻，建议可以选择在下午14 :00~18 :00时间范围内某一时段对温室进行适当通风，以降低大棚内氡浓度。