[發明專利]一種氡擴散系數的測量系統及方法

有效

• 申請號: 201711254584.5
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN108152172B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 樂仁昌;賴黎群;李承文;陳林
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開一種氡擴散系數的測量系統及方法，測量系統包括空心管、氡源、網隔、若干氣閥和活性炭探測器；所述空心管的一端封口，一端開口，開口處設有可開啟的密封蓋，空心管內設有網隔，所述氡源放置在網隔的一側并位于空心管封口的一端，在網隔的另一側空心管的管壁上沿軸向安裝有若干個氣閥，每個氣閥連接有一個活性炭探測器。本發明結構簡單，通過氡在圓形管內介質中擴散，在不同位置點檢測氡氣在介質中的擴散分布，采用負指數函數擬合的方法計算氡在該介質中的擴散系數。

技術領域

本發明涉及放射性測量技術領域，特別是涉及一種氡擴散系數的測量系統及方法。

背景技術

氡氣是一種示蹤劑，它能夠指示地下礦床、地質構造、地震等等，因此氡氣測量廣泛應用于礦產地質、水文地質、工程地質、災害地質、環境地質等方面。氡氣的放射性對人體的健康是有害的，氡氣作為自然放射物存在于土壤、磚、水泥、花崗巖等主要的建筑裝修材料中，被認為是僅次于吸煙的第二大致癌因素，世界衛生組織已將氡列為使人致癌的19種最主要的物質之一。氡氣的擴散系數是描述氡氣運移能力的一個物理量，是決定氡氣測量探測距離的重要參數，也是描述防氡材料防氡效果的核心性能指標，因此，氡擴散系數的測量有廣泛的應用需求。

目前，氡擴散系數一般采用測量氡氣通過介質前后氡氣的濃度變化來計算擴散系數，氡氣濃度的測量一般需要連續抽氣，從而引起氣體在介質中對流（非靜態），影響測量結果。另外，僅僅通過2個測量值來計算擴散系統，存在更大的不確定性和不穩定性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提出一種氡擴散系數的測量系統及方法，可以保證氡氣在基本靜態的條件下在介質中擴散，且通過測量5個氡濃度值，采用擬合的方法計算擴散系統，所得到的結果更加穩定可靠。

為實現上述目的，本發明提供一種氡擴散系數的測量系統，包括空心管、氡源、網隔、若干氣閥和活性炭探測器；所述空心管的一端封口，一端開口，開口處設有可開啟的密封蓋，空心管內設有網隔，所述氡源放置在網隔的一側并位于空心管封口的一端，在網隔的另一側空心管的管壁上沿軸向安裝有若干個氣閥，每個氣閥連接有一個活性炭探測器。

進一步地，所述空心管為PVC管。

進一步地，所述氡源為鈾礦石。

進一步地，氣閥數量優選為5個。

基于上述測量系統的測量方法，包括：

步驟S1：檢查測量系統各連接點的氣密性，包括密封蓋、氣閥、氣閥與空心管的連接處、活性炭探測器與氣閥的連接處；

步驟S2：將待測介質充填并水平放置空心管，然后用密封蓋密封；

步驟S3：分別將活性炭探測器與氣閥連接，待全部連接成功后，依次打開氣閥；

步驟S4：在恒溫條件下靜置40日；

步驟S5：關閉氣閥，待2h后分別取下活性炭探測器進行測量氡濃度值，并記錄每個活性炭探測器的起始測量時間；

步驟S6：對測量結果進行預處理、衰減校正；

步驟S7：采用負指數函數擬合的方法計算氡氣在待測介質中的擴散系數。

進一步地，所述空心管為PVC管。

進一步地，所述氡源為鈾礦石。

進一步地，氣閥數量優選為5個。

進一步地，所述步驟S7具體包括：

步驟S71：假設5個活性炭探測器的氡計數分別為N1、N2、N3、N4、N5，距離氡源的距離分別為x1、x2、x3、x4、x5，氡的衰變常數為λ；