本方法测量环境空气中的氡-222, 从测量原理上不同于国内现行的闪烁瓶法, CR-39核径迹探测器法等测量方法, 并实现了"0"本底测量, 经与CR-39核径迹探测器法比较, 此法具有测量结果可靠、使用方便等优点, 目前国内较少使用, 美国环保署推荐使用本方法。
1 测量仪器美国DURRIDGE:有限公司生产的RAD7测氛仪、打印机及空气采样干燥过滤系统。仪器测量范围:4~400 000 Bq/m3; 本底:0;灵敏度:瞬时测量方式(吸气方式):7.4 cpm/Bq/m3、平衡测量方式(长期测量方式1.5 cpm/Bq/m3准确度:±5%;刻度漂移:＜2%/a。
2 测量原理 2.1 RAD7氡探测器电离室RAD7氡探测器电离室的容积为0.7L, 半球形。中央有一个平面高纯度的硅半导体a探测器, 电离室内壁有产生相对探测器2 000~2 500 V髙压电离装置, 能使栗人的氡-222衰变成的氧子体电离, 并驱使电离离子聚集到半导体探测器上, 探测器能够收集到电离离子2π方向上的a信号。
2.2 a信号收集处理氡-222第一次衰变生成218Po, 半衰期为0.35 min, 平均寿命为4.40 min, 发射出6.00 MeV的a射线, 谓之"新氡"; 再经过2次衰变生成214Po, 半衰期为1.64×10-4 s, 发射出7.69 MeV的a射线, 谓之"旧氡"。a探测器能准确收集和分辨特定能量a射线, 通过微处理器处理, 结果显示在液晶显示屏上, 并可打印出来。进口处的过滤器仅让惰性气体氡通过, 且两种测量方式分析的核素皆为短寿命子体, 经过所设定的时间后会衰变掉, 仪器本底作为0来处理。
3 现场检测 3.1 测量前的准备工作测量前仪器用220 V交流电源充电24 h, 充电后仪器可在不外接电源情况下连续工作2~3d。干燥剂吸潮变红色后须在200℃烘干2 h, 复原成蓝白色。
3.2 测量过程连接好仪器设备, 用室外空气冲洗仪器5~10 min(室外可在空旷处测量)。把仪器进气口放在通风设施关闭12 h以后的室中央距地板75 cm处。再次净化探测器室5 min后, 设定工作状态:每次测量时间5 min, 测量6个周期, 瞬时测量方式, 抽气泵为自动状态, 配音选"盖革", 格式为简短打印, 单位为Bq/m3。检査一下仪器显示的相对湿度、温度, 电池电压在正常值范围内就可以开始测量。平衡测量方式为每次测量时间60 min、测量3~48个周期。
3.3 测量后仪器维护电压要保持6.0-7.2V, 干燥管密封, 探测器电离室密封。测量值较髙则用室外空气冲洗探测器电离室5~10 min。
4 结果处理氡-222结果处理, 瞬时测量取后4次作为测量结果, 计算其平均值和标准差。3 h~2d的平衡测量方式直接取其打印出的测量结果。
5 测量结果比较 5.1 与CR-39核径迹法比较RAD7测氡仪测氡法及CR-39 (日本产)核径迹法(作平行样)测量室内氡浓度见表 1。经统计学检验(t检验, a=0.10双侧), 可以认为RAD7测氡仪激氡法的30 min测量与48 h测量所得室内氢浓度无差别; RAD7测氡仪48h测氡法与CR-39核径迹法测量室内氧浓度也无差别。
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表 1 RAD7测氡仪測氡法及CR-39核径迹法测量室内氧浓度比较(Bq/m3) |
用RAD7测氡仪测量济南地区(2003年3月)室外空气中氧浓度算术均值为5.6 Bq/m3, 范围为1.3~10.3 Bq/m3。与本单位1986年8月用闪烁瓶法测量山东省室外氡浓度结果相近(算术均值为5.8 Bq/m3, 范围为1.8-10.5 Bq/m3)。
6 RAD7测氡仪的优越性 6.1 使用方便不需测量仪器本底值; 若测量条件控制严格, 可以用30 min测量快速检测; 也可自动连续监测室内、外氧浓度。
6.2 测量结果可靠室内氡浓度接近200 Bq/m3时可用美国环保署推荐的平衡测量方式准确测量室内氧浓度, 其测量结果与国内现行的标准测量方法在测试结果上无差别, 并且RAD7测氧仪半年刻度一次, 保证测试结果的准确性。