放射卫生  1989, Vol. 2 Issue (1): 44-45  

引用本文 

田德源, 贾地, 陈树义, 周勇. 双滤膜法测氡仪的刻度与比对[J]. 放射卫生, 1989, 2(1): 44-45.

文章历史

收稿日期:1988-11-17
双滤膜法测氡仪的刻度与比对
田德源 , 贾地 , 陈树义 , 周勇     
卫生部工业卫生实验所, 北京

J·W·Thomas提出的双滤膜法测氡[1],如今已发展成为相当成熟的现场快速方法。该法在我国环境监测中应用较为普遍。为了严格质量控制,卫生部工业卫生实验所于1986年12月在石家庄市召开了双滤膜法测氡仪的刻度与比对会议。本文主要介绍12台双滤膜测氡仪的刻度方法和比对结果。

一 刻度

根据现有条件,采用流通法刻度仪器,如附图所示。

附图 双滤膜法测氡仪刻度装置

将含有活度为AR2的镭标准溶液置于扩散瓶中。无氡气体(常用氮气)从气源Ⅰ经流量计I指示流量,蒸馏水瓶使之湿润,扩散瓶载带出溶液中226Ra衰变产生的氡,最后经缓冲瓶注入采样系统。氮气流由活门K1调节流量,使流量指示在600~800ml/ min,不要超过11/min,以免瓶中鼓泡剧烈,溶液冲出扩散瓶,但又要把226Ra衰变产生的瞬时氡全部带出。平时三道活门K3通向采样器I,排除扩散瓶中的残氡,可用K2调节流量。一般20分钟即能排尽残氡。刻度时,K3通向采样系统,来自气源Ⅱ和氡发生系统的气体,在管道中混合后进入双滤膜采样筒。调节K4,使混合气的流量达到Qm3/min。

假定二路气体均匀混合,则刻度气的氡浓度为:

式中λRn为氡的衰变常数,λRn = ln2/HRn,HRn为氡的半衰期,取HRn = 5508分。

这次刻度所用六个镭标准源的活度如表 1所示,均为英国放化中心(Amersham)出品的镭标准溶液,经称量分装而成,总不确定度小于5%。

表 1 226Ra标准源的活度

刻度时首先用氮气洗筒3~5分钟,清除采样筒内残存的氡及其子体,换上新出口滤膜,对刻度气进行取样。以恒定抽气速率Qm3/min,取样t分,取样结束后迅速取下出口滤膜,置于α测量仪测得Ts→Te分的积分总α计数N'。每个标准源测量3次。对每个标准源的净计数N’-Nb(Nb为测量本底)与其相对应的氡浓度进行双参数对数线性回归。其回归方程为:

式中A和B为回归常数,分别为回归曲线在双对数坐标中的截距和斜率。

因此,计算待测空气中氡浓度的公式为:

由于每台双滤膜法测氡装置的抽气速率不同,因此刻度气的氡浓度是不相同的。

参加刻度的各台仪器的对数回归参数见表 2

表 2 各台仪器的对数线性回归参数

相关系数γ均在0.99以上,这表明净计数与氡浓度之间呈正相关。由于各台仪器的参数各不相同,灵敏度也各不相同,故A不相同,并且变化比较大。很明显,A越小,灵敏度越高。例如编号5和12的灵敏度最高,编号9的灵敏度最差(本底相同时相比),但都能胜任环境中氡浓度的监测。此外,B的变化不大,在1左右变化,均值为1.068。假定B = 1,k = eA,则CRn = k ·(N-Nb)(Bq·m-3),与线性回归的公式相同。

二 比对

在刻度的基础上,进行了现场采样比对。在气流比较平稳的条件下,将双滤膜采样筒的进气口尽可能地集中在一起同时开始取样,分别测量了室外和室内空气中的氡浓度。比对结果列于表 3。其结果为:1986年12月11日室外,9:00为(36.3±11.4)Bq·m-3,10:10为(28.0±8.7)Bq·m-3;室内,14:35为(50.0±11.6)Bq·m-s,15:45为(55.4±15.2)Bq·m-3。无论是个别值还是均值,室外10:10的氡浓度比9:00低,体现了日变化规律。

表 3 现场采样比对结果

所有数据经肖文特(Chauvent),戈罗贝斯(Grubbs)和逖克逊(Dixon)判据检验,均不符合弃去条件。均值的相对误差在30%以内,各测量值之间符合良好。

三 讨论

(一)刻度:从理论上讲,双滤膜法测氡不必刻度,可以根据各项参数确定待测空气中的氡浓度[1]。但为了提高灵敏度,采样筒往往不是圆柱型,筒内可能产生涡流,破坏了理论推导关于稳恒层流的假设;另一方面某些参数如滤膜过滤效率、滤膜自吸收修正等测定不易确定。因此,通常只进行实验室刻度,相对比较省事而准确。

刻度时用氮气(也可用其它气体)作稀释气体,并用它制备本底样品,克服了空气中氡浓度变化带来的干扰。

回归时,由于净计数与氡浓度均跨三个数量级,因此采用对数线性回归确定刻度参数。由表 2可知,相关系数大都在0.99以上这表明净计数与氡浓度间确实对数线性相关。在刻度范围较小时,常用线性回归;景程较大时,用对数线性回归更方便。为了便于比较,进行了两种回归。结果发现氡浓度较高时,两种方法相当吻合;浓度较低时,符合良好;更低浓度时,对数线性回归更优越。

(二)比对:至今尚未见到国内、外关于氡现场采样比对的报道,没有可供借鉴的经验。这次比对是在气流比较平稳的条件下,采取将采样筒尽可能地集中在一起同时取样的方法进行。由表 3可以看出,个别值相对于均值的偏离不超过二倍标准偏差,看来这种比对方法还是可行的。环境中氡浓度随时间和地理位置而异,个别值似乎离散较大,但经肖文特、戈罗贝斯和逖克逊判据检验也不能弃去,表明这种离散仍属正常范围。

(本工作承王作元所长指导,特此致谢。)

参考文献
[1]
Thomas JW, Leclare PC. A studg of the two-filter method for Radon -222[J]. Health Phys, 1970, 18: 13.