[發明專利]一種開環式測量射氣介質氡析出率的方法和裝置

有效

• 申請號: 201810487714.8
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108897031B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 葉勇軍;陳光玲;王忠琨;黃俊堯;丁德馨;余修武
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01T1/167
• 分類號: G01T1/167
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 張珉瑞;蔣尊龍

本發明公開了一種開環式測量射氣介質氡析出率的方法和裝置，該方法使用以下裝置進行氡析出率的測量：該裝置包括測氡儀、用于盛裝待測射氣介質的試驗柱，試驗柱的上方設集氣罩，測氡儀的進氣口通過氣管與集氣罩連通，測氡儀的出氣口與外界環境連通，在集氣罩的上表面設與外界環境連通的孔，試驗柱的下方設氣體均壓室，氣體均壓室通過氣管連接氣體泵，氣體均壓室與氣體泵之間的氣管上設有流量調節器；該方法既考慮介質表面氡的自由擴散，又考慮滲流作用的影響。另外，該裝置可以在短時間內較準確的測量出介質表面的氡析出率。

技術領域

本發明涉及一種開環式測量射氣介質氡析出率的方法和裝置，特別涉及一 種在顆粒堆積型射氣介質中產生可控流量的滲流裝置及確定滲流-擴散作用下氡 析出率的方法，屬于核輻射測量技術領域。

背景技術

氡是一種惰性放射氣體，其無色無味，廣泛存在于巖石、土壤和地下水中。 國際衛生組織(WHO)將氡列為19種主要的環境致癌物質，氡析出率是評價 射氣介質釋放氡能力的物理量，合理科學測量氡析出率及析出規律是國內外學 者研究熱點。

氡析出率是表示射氣介質表面釋放氡速度的參數。像巖石、礦體、土體這 一類大型射氣體，外部因素都能影響氡在其中的運移，因而也影響氡析出率。 氡析出率不是表征射氣介質表面性質的特征參數，而是射氣介質內部氡運移在 介質邊界產生的現象的量度。現有的介質表面氡析出率的測量均考慮的是氡氣 自由擴散的析出，而忽略介質內部滲流的影響。當介質內部存在滲流的情況時， 采用閉環式測氡方法，會抑制氡氣進入收集腔，從而影響測量結果的準確性； 而開環式測氡雖避免了收集腔對滲流氣體的阻礙作用，但卻不能對不同滲流速 度下氡析出量進行分析，難以了解介質內部滲流速度對氡析出率的影響。

中國專利文獻公開了一種“開環式測量氡析出率的方法及測量裝置”(申 請號：CN201010129774.6)的發明專利申請，該發明專利也是采用的開環式測 量氡析出率的，但由于氡的衰變常數較小，建議忽略不計。衰變常數是指在單 位時間內每一個核的衰變幾率，每一種放射性核素都有它特定的衰變常數，λ 數值大的放射性核素衰變得快，小的則慢，它的存在不容忽視。

本發明裝置是在其基礎上進行了修改和完善，考慮到了顆粒堆積型射氣介 質表面的滲流和擴散問題，提出了一種開環式測氡析出率的方法，該方法可以 在短時間內測量出介質表面的氡析出率，提高數據的精確度。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術上的不足，發明了一種開環式測氡析出率的 方法，該方法既考慮介質表面氡的自由擴散，又考慮滲流作用的影響。另外， 該裝置可以在短時間內較準確的測量出介質表面的氡析出率。

本發明的技術方案是，提供一種開環式測量射氣介質氡析出率的方法，該 方法使用以下裝置進行氡析出率的測量：

該裝置包括測氡儀、用于盛裝待測射氣介質的試驗柱，試驗柱的上方設集 氣罩，測氡儀的進氣口通過氣管與集氣罩連通，測氡儀的出氣口與外界環境連 通，在集氣罩的上表面設與外界環境連通的孔，試驗柱的下方設氣體均壓室， 氣體均壓室通過氣管連接氣體泵，氣體均壓室與氣體泵之間的氣管上設有流量 調節器；

該方法包括以下步驟：

(1)打開氣體泵，通過流量調節器控制進入氣體均壓室的滲流流量為q₁； 用測氡儀測量出外界環境中的氡濃度C₀作為集氣罩在零時刻的氡濃度為C₀，當 開始測量集氣罩里的氡濃度時，每過相同的時間間隔△T，依次記錄此時刻下 的氡濃度C₁、C₂、C₃、……、C_n(n≥5)；n優選為6-12；

(2)利用上述測量值擬合以下微分方程的解，計算氡析出率J；

當試驗柱內的滲流方向向下時，微分方程為

當試驗柱內的滲流方向向上時，微分方程為