由于氡及其子体所致公众的剂量占天然辐射剂量的一半,各国对环境空气中氡水平及其所致剂量和危害的调查研究十分重视。在氡的测量方法中,虽然累积法能更好地获得代表值,但闪烁室作为瞬时方法仍具有快速简便的优点,尤其在氡的动态变化的观测研究中仍是重要的方法。本文简介ZYW8501闪烁室测氡仪的刻度实验和实际应用效果评价。
1 实验方法和仪器国产ZYW8501闪烁室测氡仪,调整甄别阈和工作电压,使仪器达到具有最低本底和最高探测效率的最佳状态。
刻度用标准镭源有英国放化中心和国产两种。机械真空泵(功率250瓦),无氡氮气均为国产。
首先将镭源内残氡赶尽,须通气20分钟,流量600~8OOml·min-1,然后封闭镭源,并记录生长氡的零时刻。待扩散瓶中积累到一定量的氡,作为标准氡源。
将闪烁室和连接的干燥管抽成真空,以无氡氮气为载气,让标准氡源慢慢进入闪烁室,控制流速使其在20分钟内充完,记录充气结束时间。待闪烁室放置3小时后测量,由测得的计数率用下式计算刻度系数(K值Bq·m-3/cpm)。
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(1) |
式中:CRn充入闪烁室内标准氡浓度,Bq·m-3;
Ns样品计数率,cpm;
NB闪烁室本底计数率,cpm;
ARa标准镭源226Ra重量,g;
λRn氡衰变常数,0.007555h-1;
t为排尽残氡开始封闭到充气20分钟结束时氡的生长时间,h;
v闪烁室的体积,0.0007m3;
3.65×1010标准源226Ra比活度Bq·g-1;
F氡由扩散瓶充入闪烁室的转移系数,由实验按下式求得[1]:
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(2) |
N1、N2分别为将标准氡源连续充入闪烁室Ⅰ和Ⅱ(控制条件与刻度实验相同),封闭3h后,测得的计数率。
2 结果 2.1 转移系数F的测定测得的F值示于表 1,均值为93.1%。
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表 1 F值测量结果 |
先后两次的K值刻度实验结果见表 2, 经统计检验差异无显著性(P > 0.05)。为计算方便,K值取整数22.0Bq·m-3/cpm。
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表 2 K值测量结果(X±S) |
在给定测量时间Т内,当仪器本底为NB, 预期的测量相对误差为E时,闪烁室法测氡的测定下限可由下式确定[2]:
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(3) |
当E = 0.30, T=60min,NB = 2.4时,AQ= 4.82Bq·m-3。
可满足室内外环境氡测量的要求。
2.4 与双滤膜法测氡的比对用闪烁室法和双滤膜法[3]在同一室内进行氡浓度的测量和比对。双滤膜法只在室内中心点集样测量一次,考虑到两种方法在采样空间和时间上的差异,闪烁室法在双滤膜法采样开始时于中心点和对角线上两角采集三个样品,在双滤膜法采样至15和30分钟时,再分别在中心点采样二次,五个样品均值与双滤膜法测量法相比较,比对试验共进行22次,结果表明两种方法的测量结果符合较好,平均相对偏差为7.4%, 绝大多的相对偏差小于15%。
2.5 闪烁室法测氡仪的应用ZYW850l闪烁室测氡仪自1987年购置以来,已对全省43个县室内外氡浓度进行测量[4]。在实际调查测试中,该仪器随时拆装携带,使用各种交通工具运输每到一地大都能正常工作。有两次是主机与探头间连接导线脱焊,或因经常拆装脱落,经焊接后即可正常工作。
用该仪器进行了室内外和地下建筑内氡浓度日变化和季节的动态观测[4, 5]。该仪器还可测量水中氡,并对全省水氡浓度进行了调查测量[6]。
近十年来,使用该仪器已对全省室内外,地下建筑,岩洞、水洞,温泉浴室内,矿山井下等各种环境场所进行了测试,均取得预期结果。该仪器也经过三次检修,一次是更换高压变压器,一次是更换电源变压器,一次是更换一只电子元件(运算放大器)。
在全国环境氡调查中,有11个省、区采用了ZYW8501闪烁室测氡仪,并发表了调查结果。总之该仪器具有性能稳定可靠,便于携带,操作简易适用于各种环境和场所的调查测试。主要缺点是变压器易损坏,应进一步改进。
[1] |
王亮, 等. 射气法测量低水平226Ra的若干问题[J]. 放射医学与防护, 1980, 4: 55. |
[2] |
高玉堂主编.环境监测常用统计方法.原子能出版社, 1981, 北京
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[3] |
孟文斌, 等. 双滤膜法测氡的刻度实验[J]. 辐射防护, 1985, 5(5): 399. |
[4] |
孟文斌, 等. 辽宁省环境氡及其子体水平与所致剂量[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1990, 10(3): 159. |
[5] |
张伟道, 等. 地下建筑物中华浓度的观测[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1993, 13(1): 57. |
[6] |
蒋衍, 等. 辽宁省饮用水中的氡及其所致居民剂量的估算[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1989, 9(5): 367. |