[發(fā)明專利]一種連續(xù)式水氡自動測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810369477.5
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108519492B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張海平;范美仁;王仁波;陳俊松
• 申請（專利權(quán)）人: 中廣核貝谷科技股份有限公司
• 主分類號: G01N35/00
• 分類號: G01N35/00;G01T1/167
• 代理公司: 江西省專利事務(wù)所 36100
• 代理人: 胡里程

本發(fā)明公開了一種連續(xù)式水氡自動測量方法及裝置。本發(fā)明提出氡氣在氣液相之間交換并達(dá)到亨利定律——溶解平衡狀態(tài)且水氡濃度由公式Csubgt;w/subgt;＝F·Csubgt;g/subgt;計算；同時本發(fā)明提供了水溫T對應(yīng)平衡因子F的實驗測量步驟。本發(fā)明公開的測量裝置包括水質(zhì)過濾器單元、氣水交換器單元、水汽冷凝器單元、測氡儀單元。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：操作簡單、智能化程度高、數(shù)字化測量、節(jié)省人力和干燥劑，長期不間斷地連續(xù)測量水氡濃度，使水氡觀測數(shù)據(jù)更加充實、穩(wěn)定、準(zhǔn)確，能為地質(zhì)構(gòu)造觀測和地震前兆觀測提供更可靠的水氡數(shù)字化測量結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水氡測量方法，尤其是一種連續(xù)式水氡自動測量方法。

背景技術(shù)

氡氣是三大天然放射系中鐳的衰變產(chǎn)物，是一種無色無味的放射性、惰性氣體。氡氣可溶于水，在地下水中廣泛分布。由于氡氣具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，有較強(qiáng)的映震性，在地震行業(yè)地下流體觀測中占據(jù)重要地位。水氡觀測能最直觀地捕捉到地下水中水氡濃度變化，進(jìn)而為地震前兆研究提供理論依據(jù)。

水氡測量方法有液體閃爍計數(shù)法、閃爍室法、γ能譜法、α能譜法等。

γ能譜法測量水氡需采集水樣后密封靜置3h，待²²²Rn與子體²¹⁴Pb和²¹⁴Bi達(dá)到放射性平衡后，使用γ能譜儀測量子體²¹⁴Pb和²¹⁴Bi發(fā)射的特征γ射線，計算子體²¹⁴Pb和²¹⁴Bi的活度濃度后推算水氡濃度。γ能譜法測量水氡雖然操作簡單、精確可靠，但屬于模擬測量且需人工采樣，只適合實驗室使用且水氡觀測數(shù)據(jù)少，不適合野外臺站水氡觀測使用。

α能譜法測量水氡屬于快速水氡測量技術(shù)，主要有美國Durridge公司生產(chǎn)的RAD7H₂O測量裝置和德國Genitron公司生產(chǎn)的AlphaGuard?PQ2000pro水氡測量裝置。但是RAD7測氡儀對濕度要求很高，測量時需要不斷地更換干燥劑。AlphaGuard?PQ2000pro測氡儀使用脈沖電離室探測器，其靈敏度高、穩(wěn)定性好，但價格昂貴且電離室怕振動，現(xiàn)場測量還需外配循環(huán)泵。因此RAD7?H₂O測量裝置和AlphaGuard?PQ2000pro水氡測量裝置都不適合野外臺站水氡觀測使用。

液體閃爍計數(shù)法測量水氡的優(yōu)點(diǎn)是靈敏、準(zhǔn)確，可以對大批量樣品的水氡濃度進(jìn)行實驗室自動分析，但水氡的提取、轉(zhuǎn)移、平衡和測量需要較長時間，費(fèi)時費(fèi)力。

閃爍室法測量水氡是目前地震臺站使用最多的方法，一般使用FD-125測氡儀或SD-3B測氡儀。取完水樣，將閃爍室抽真空后再打開止氣夾進(jìn)行鼓泡，靜置1h后測量并計算水氡濃度。閃爍瓶每次使用前都需要抽真空、密閉、測本底，使用后必須沖洗閃爍瓶以防止氡子體殘留。此方法雖然靈敏度高、結(jié)果準(zhǔn)確，但是操作復(fù)雜，現(xiàn)場測量不方便，閃爍瓶易污染或漏氣，每天獲取的水氡觀測數(shù)據(jù)少。

在現(xiàn)有的水氡測量技術(shù)中，對地震前兆水氡觀測領(lǐng)域主要存在以下問題：一、是連續(xù)自動測量問題。地下水中的氡氣濃度處于一種連續(xù)動態(tài)變化過程，與地域、季節(jié)、環(huán)境條件等多因素有關(guān)，若要實現(xiàn)對地震前兆觀測，則必須要對地下水中的水氡濃度進(jìn)行長期性、連續(xù)性的自動觀測和分析。地震部門現(xiàn)行的水氡測量方法為人工采水樣進(jìn)行鼓泡的閃爍室法，每天的測量數(shù)據(jù)少，無法滿足觀測數(shù)據(jù)分析要求。二、是測量精度問題。地震部門現(xiàn)行的人工采水樣進(jìn)行鼓泡的閃爍室法，存在鼓泡時不能完全將水中的氡氣分離出來，而且不同人員操作帶來的水氡結(jié)果不確定度較大。用于水中氡氣分離的現(xiàn)有脫氣裝置存在不能保持穩(wěn)定脫氣狀態(tài)而影響氡氣的采集和濃度的計算。三、是適用性問題。用于地震前兆觀測的水氡測量，大多是遠(yuǎn)離辦公場所的監(jiān)測點(diǎn)，液體閃爍計數(shù)法、閃爍室法、γ能譜法、α能譜法都無法進(jìn)行。流體觀測井的地下水流動狀態(tài)不同，分自流井和靜水位觀測井，地下水的流量也各不相同且不穩(wěn)定，為水氡測量帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容