[發明專利]測量氡析出率的方法

無效

• 申請號: 200910043858.5
• 申請日: 2009-07-01
• 公開（公告）號: CN101609154A
• 公開（公告）日: 2009-12-23
• 發明（設計）人: 譚延亮;肖田;周毅
• 申請（專利權）人: 衡陽師范學院
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所
• 代理人: 鄒小強

1.一種測量氡析出率的方法，它包括測量過程和計算過程，

一、測量過程：

將集氡罩扣在待測介質表面上，或將介質裝入集氡罩收集室內，由于介 質內的氡原子在擴散與滲流作用下，逸出表面進入集氡罩收集室，導致集氡 罩收集室內氡濃度變化，泵一直以恒定流速將集氡罩收集室內的氡通過干燥 管和濾膜濾出子體后泵入測量室，流速0.5-2升/分鐘，使得測量室的氡濃度 與集氡罩收集室內的氡濃度平衡；

測量室內有一半導體探測器，半導體探測器與二次儀表連接，探測釙218 衰變放出的α粒子計數，在測量室底及壁與半導體探測器之間加以50-100 伏/厘米的電場，使得氡衰變后產生的帶正電的釙218在電場作用下高速吸附 到半導體探測器面上，提高探測效率；

測量得到的氡濃度是測量時間內的平均濃度，具體對應哪個時間點難以 確定，采用短時間間隔測量，即1-5分鐘測量一次，則近似認為測量得到的 氡濃度對應測量時間的中間，從而減小測量時間較長導致的氡濃度對應的時 間不確定性，這樣短時間間隔造成統計漲落較大，能通過增加測量點來彌補， 并沒有增加總的測量時間；

僅僅測量釙218衰變放出的α粒子計數來反推氡濃度，可以完全排除釷 射氣的干擾，等時間間隔測量得到一組氡濃度數據，考慮泄漏和反擴散影響， 同時對氡與其衰變子體釙218進行非平衡修正，就能得到較準確的介質表面 氡析出率；

二、計算過程：

將集氡罩扣在待測介質表面上，這時集氡罩內氡濃度變化用式(1)描述：

dCdt=JSV-λC-RC---(1)]]>

為單位時間析出到集氡罩中的氡引起氡濃度的變化，J為被測介質表面 氡析出率，S為集氡罩的底面積，V為集氡罩空間體積，λC為集氡罩內氡的衰 變引起的氡濃度變化，RC為集氡罩內氡的泄漏和反擴散引起的氡濃度變化， λ＝2.1×10^-6s^-1為氡的衰變常數，C為集氡罩內積累t時刻的氡濃度，R為氡的 泄漏和反擴散率，t為集氡的時間；

令λ_e＝λ+R；令環境氡濃度為C₀，即t＝0時，集氡罩內氡的濃度為C₀，式 (1)的解為：

C(t)=JSλeV(1-e-λet)+C0e-λet]]>

(2)

≈JSλeV(1-e-λet)]]>

其特征是：由于在快速測量氡濃度過程中，氡濃度一直在上升，氡與其 衰變子體釙218不可能達到平衡，通過測量釙218衰變放出的α粒子計數來 反推氡的濃度，得到的氡的濃度偏低；

采用以下方法修正：

氡在進入測量儀器的測量室時其子體已被濾膜濾除，在測量室中的氡衰 變描述為：

dCdt=-λC---(3)]]>

dCPodt=λPoC-λPoCPo---(4)]]>

C_Po(0)＝0

C_Po表示釙218濃度；λ_Po是釙218衰變常數，等于0.0037s^-1；

氡的半衰期為3.8235d；釙218的半衰期為3.10min，認為測量期間氡濃 度不變，式(4)的解為：

CPo(t)=C(1-e-λPot)---(5)]]>

時間長于20min，釙218與氡平衡，式(5)簡化為：

C_Po(t)＝C????(6)

氡濃度的測量原理來自式(6)，利用式(2)、(4)就得到測量儀器中釙218 衰變規律：

dCPodt=JSλPoλeV(1-e-λet)-λPoCPo---(7)]]>

解得：

CPo(t)=JSλeV(λe-λee-λPot-λPo+λPoe-λet)λe-λPo---(8)]]>

比較式(8)、(6)得到測量儀器實際測量得到的氡濃度值為：

C1(t)=JSλeV(λe-λee-λPot-λPo+λPoe-λet)λe-λPo---(9)]]>

=JSλeV(1-λee-λPot-λPoe-λetλe-λPo)]]>

式(9)就是修正后的利用靜電收集法快速測量氡析出率的理論模型，根 據式(9)非線性擬合得到氡析出率。

2.根據權利要求1所述的一種測量氡析出率的方法，其特征是：在密封 較好時λ_e＜λ_Po，t＞20分鐘時，小于0.012，在此條件下，式(9)簡化為：

C1(t)=JSλeV(1+λPoe-λetλe-λPo)---(10)]]>

根據式(10)，利用20分鐘以后的測量數據非線性擬合得到氡析出率。