
氡子体监测,通常用总α计数法,俗称三段法[1]或改进的Tsivoglou[2]法。其取样5分钟,测量30分钟,周期35分钟。虽然三段法能提供各子体浓度的细节,但周期仍不适应快速测量。因此,本文介绍MapkOB法和二段法(周期15分钟,且误差较小),并详细介绍兼顾两个方法的推荐程序。
一 MapkOB法由文献[3]的(10)或(11)式,对于总α计数法有:
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(1) |
式中:C(T)为取样结束后Ts到Te分测得的净计数;g为总效率,包括仪器效率、滤膜过滤效率及其自吸收修正系数等;V为抽气速率,1/min;Qij(t)、Nj(t)和Lj(T)=F1i(T)+F3i(T)分别为与取样时间t和测量时间T有关的系数;Qj为待测空气中氡子体浓度,原子/升;i,j=1,2,3。分别对应于RaA、RaB、RaC。
MapkOB法的测量程序为取样5分钟,取样结束后1~4,7~10分钟进行积分总α测量,得积分计数C1、C2。令本底计数率为nb cpm,由(1)式并将有关时间参数代入后得:
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(2) |
据文献报道,空气中氡子体浓度比的均值为1:0.6:0.4。作为一种近似,令Q1:Q2:Q3=1:0.6:0.4,并将浓度单位由原子/升换算成pCi/1,则
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(3) |
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(4) |
(4)式就是MapkOB法计算氡子体浓度公式,由近似处理带来的最大相对误差不大于15%。
此外,通常仪器本底较低,如果忽略本底计数,令nb=0,由(1)式解联立方程可得:
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(6) |
按ICRP的定义,α潜能浓度的计算公式为:
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用SI单位则可表示为
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(8) |
对于矿山井下和环境大气中的氡子体,理论计算和实地测量均揭示,氡子体浓度比近似表示为
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为了求得式中的浓度比X,必须作两次测量,将两次测量数据代入(1)式,组成一元二次方程。解方程,取0≤X≤1的成根,即可求得子体浓度。
同样,可以求得α潜能浓度:
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(10) |
MapkOB法和二段法的浓度公式均可表示为
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(11) |
的形式,根据误差合成规则,浓度的合成不确定度为:
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(12) |
式中
三段法由二段计数计算浓度比,由第一段计数计算氡子体浓度。本文提出有意识地延长第一段时间,可提高测量的精度。推荐取样5分钟,取样结束后1~6.5、7~10分钟测量的程序。由二段计数求浓度比x:
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(13) |
由第一段计数计算子体浓度:
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(14) |
在上述测量中,只要在取样结束后4分钟时读个数C’(即1~4分钟计数),就完成了MapkOB法测量。
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(15) |
上面从衰变规律出发,分别导出了MapkOB法和二段法快速测量氡子体浓度公式。与经典的三段法相比,测量周期缩短了一平。测量精度显著提高,确为较好的环境氡子体现场快速监测方法之一。
[1] |
Thomas JW. Modification of the Tsivoglou method for radon daughters in air[J]. Health Physics, 1970, 19(5): 691. |
[2] |
Thomas Jw. Measurement of radon daughters in air[J]. Health Physics, 1972, 23(12): 783. |
[3] |
田德源. 氡子体浓度测量公式[J]. 核电子学与探测技术, 1988, 8(3): 168. |
[4] |
陈志恒, 等. 改进的氡子体浓度和WL值的快速测定法[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1983, 3(6): 17. |