静电收集法闭环式部分积分快速测量氡析出率的方法

摘要

一种静电收集法闭环式部分积分快速测量氡析出率的方法，它包括测量过程和计算过程。测量过程采用较短的时间间隔测量，测量间隔2-10分钟，每次测量连续测量多个测量周期的数据。计算过程对静电收集法测氡仪测量得到的集氡罩收集室内氡浓度上升曲线的初始部分数据进行分析，忽略有效衰变常数，并对现有的计算方法进行修正，采用简单的代数运算就能够得到氡析出率。

主权项

一种静电收集法闭环式部分积分快速测量氡析出率的方法，对静电收集法测氡仪测量得到的集氡罩收集室内氡浓度上升曲线的初始部分数据进行分析，忽略有效衰变常数，并对现有的计算方法进行修正，采用简单的代数运算就能够得到氡析出率，测量方法包括测量过程和计算过程，其具体步骤如下：一、测量过程：将开口集氡罩扣在待测介质表面上，或将待测介质装入密闭集氡罩的收集室内，由于待测介质内的氡原子在扩散与渗流作用下，逸出表面进入集氡罩收集室，导致集氡罩收集室内氡浓度变化，泵一直以恒定流速将集氡罩收集室内的氡通过干燥管干燥，再经滤膜滤出子体后泵入测氡仪的测量腔，流速0.5‑15升/分钟，使得测量腔的氡浓度与集氡罩收集室内的氡浓度平衡；测量腔内有一半导体探测器，半导体探测器与测氡仪连接，探测钋218衰变放出的α粒子计数，在测量腔底部及壁板与半导体探测器之间加以50‑100伏/厘米的电场，使得氡衰变后产生的带正电的²¹⁸Po在电场作用下高速吸附到半导体探测器的表面，提高探测效率；测量采用较短的时间间隔测量，测量间隔2‑10分钟，每次测量连续测量多个测量周期的数据；     二、计算过程：由于泵的流率较大，测量腔内的氡浓度与集氡罩收集室内的氡浓度相等，测量腔内的氡浓度C（t）为：(1)(2)J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积，面积单位为cm²；V为集氡罩与测量腔及管道的总空间体积，体积单位为升；为有效衰变常数，包括氡的衰变常数，集氡罩内氡的泄漏系数和反扩散系数； t为集氡的时间；由于常用静电收集法测氡仪实际测量的是²¹⁸Po的浓度，有较明显的测量延迟，再就是静电收集法测氡仪跟踪测量变化的氡浓度时，其测量值必须进行修正，在泵流率较大的条件下，测量腔内的氡浓度与集氡罩收集室内氡浓度相等，测量腔内的²¹⁸Po浓度能描述为：(3)(4)是²¹⁸Po衰变常数，是测量腔内²¹⁸Po初始浓度；式（1）的解为：（5）C₀是集氡罩收集室内初始氡浓度，即环境中的氡浓度，其值非常小，式（5）能够简化为：（6）；其特征是：将式（6）代入式（3）：(7)     选取合适的t值，使得λ_et值比较小，有（8）     将式（8）代入式（7）得：（9）     对式（9）两边在0‑t₁区间积分：（10）是测量腔内初始²¹⁸Po浓度，其值为0，式（10）能够简化为：（11）对于静电收集法测氡仪，并不能得到每个时间点的氡浓度，只能得到每个测量周期T的平均氡浓度，在较短的测量周期，理解为该测量周期中点的氡浓度，设t₁位于第n个测量周期的中点，式（11）变化为：(12)是静电收集法测氡仪在第n个测量周期的读数；根据式（12）得到：（13）由式（13）解得氡析出率。