开环式测量氡析出率的方法及测量装置

摘要

一种开环式测量氡析出率的方法及测量装置，开环式测量氡析出率的方法包括测量过程和计算方法，测量时将集氡罩扣在待测介质表面上后，连通电磁三通阀的AB端，开启恒流泵不断从外界吸入干净的空气，当抽气达到给定的参考平衡时间后，连通电磁三通阀的AC端，然后抽气使测量室内氡浓度和集氡罩内的氡浓度一致时，关闭恒流泵和电磁三通阀，并开启测量，得到平衡氡浓度C，再由可求得氡析出率J。本发明提供的测量装置由集氡罩、采样恒流泵、高效²²²Rn、²²⁰Rn子体过滤器、干燥器、电磁三通阀及测量模块组成，测量模块包括测量室、半导体探测器、二次仪表、前置放大器及高压模块。

主权项

1.一种开环式测量氡析出率的方法，其特征是：它包括测量过程和计算方法，A、开环方式测量氡析出率的过程：将集氡罩扣在待测介质表面上，连通电磁三通阀AB端，开启恒流泵不断从外界吸入干净的空气，当抽气达到给定的参考平衡时间后，连通电磁三通阀AC端，然后抽气使测量室内氡浓度和集氡罩内的氡浓度一致时关闭恒流泵和电磁三通阀，并开启测量，得到平衡氡浓度C；B、计算方法：集氡罩中氡浓度的变化可用式(1)描述：$\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dt}}=\frac{\mathrm{JS}-\mathrm{LC}}{V}-(\lambda +R)C=\frac{\mathrm{JS}}{V}-(\frac{L}{V}+\lambda +R)C---\left(1\right)$J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积；V为集氡罩空间体积；L为泵的流量；λ为氡的衰变常数(2.1×10^-6s^-1)；C为集氡罩内积累t时刻的氡浓度；R为氡的泄漏和反扩散率；t为集氡的时间；通常为10^-2～10³s^-1，λ和R相对于而言非常小，故式(1)可简化为：$\frac{\mathrm{dC}}{\mathrm{dt}}=\frac{\mathrm{JS}}{V}-\frac{L}{V}C---\left(2\right)$令集氡罩内氡的初始浓度为零，解得：$C\left(t\right)=\frac{\mathrm{JS}}{L}-\frac{\mathrm{JS}}{L}{e}^{-\frac{L}{V}t}---\left(3\right)$当t足够大时，式(3)可简化为：$C=\frac{\mathrm{JS}}{L}---\left(4\right)$即：$J=\frac{\mathrm{CL}}{S}---\left(5\right)$本发明采用高灵敏的静电收集法测量氡浓度，在不同介质、不同抽气流率的情况下集氡罩内达到氡平衡的时间不同，在本发明中将采用同一流率，对不同介质将通过实验给出保守估计的参考平衡时间，因此在实际测量中在等于或大于参考平衡时间点测得的氡浓度就是式(5)中的C，这样由式(5)就可计算得到氡析出率J。