[發明專利]測定多孔射氣介質中氡擴散系數和可運移氡產生率的方法

有效

• 申請號: 201810487727.5
• 申請日: 2018-05-21
• 公開（公告）號: CN108931465B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 葉勇軍;吳文浩;李實;丁德馨;謝超;馮勝洋
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08;G01N13/00
• 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

本發明公開了一種測定多孔射氣介質中氡擴散系數和可運移氡產生率的方法，該方法使用以下裝置進行測量：該裝置包括測試體、第一集氡空間、第二集氡空間、第一測氡系統和第二測氡系統；在內弧面的內側設有第一集氡空間，在外弧面的外側設有第二集氡空間，第一測氡系統與第一集氡空間連通并形成閉合回路，第二測氡系統與第二集氡空間連通并形成閉合回路。本發明提供一種在不需要測量鐳含量、密度和孔隙率等物理參數的條件下，確定多孔射氣介質氡擴散系數和可運移氡產生率的方法，這樣就可以大大減少工作量，而且設備簡單，非常便捷。

技術領域

本發明涉及一種測定多孔射氣介質中氡擴散系數和可運移氡產生率的方法，屬于核輻射探測技術領域。

背景技術

氡是一種無色，無味的放射性惰性氣體，比空氣重7.5倍。它的半衰期約為3.85天。當人們吸入氡氣時，它就會在人體內衰變并釋放出α粒子對人的呼吸系統造成輻射損傷，從而引發肺癌。人居環境和工業環境中，氡主要來自含鐳介質中的釋放，如建筑室內的氡主要來自含鐳的建材及地基，地下空間主要來自含鐳的維護巖體。為了準確的評價含鐳介質氡的遷移與釋放能力，多孔介質氡的擴散系數和可運移氡產生率是兩個關鍵的物理參數。

擴散系數作為一個與多孔介質本身孔隙結構、溫度和濕度有關的物理量，經常被人們用來描述氡在多孔介質的遷移能力，它的大小影響著多孔射氣介質表面的氡析出率的大小。可運移氡產生率是決定多孔射氣介質氡釋放潛力的重要物理量，它與介質鐳含量、孔隙微觀結構以及溫度和濕度相關。目前測定氡的擴散系數和可運移氡產生率得方法均較復雜，需要測量鐳含量、密度、孔隙率、含水率等參數，測量難度和測量工作量均較大。為此，本發明提供一種在不需要測量鐳含量、密度和孔隙率等物理參數的條件下，確定多孔射氣介質氡擴散系數和可運移氡產生率的方法，這樣就可以大大減少工作量，而且設備簡單，非常便捷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題有二：一是提供一種準確的解算在多孔介質的氡擴散系數；二是在不需要測量鐳含量等參數的情況下，解算射氣介質可運移氡產生率。

本發明的技術方案是，提供一種測定多孔射氣介質中氡擴散系數的方法，該方法使用以下裝置進行測量：該裝置包括測試體、第一集氡空間、第二集氡空間、第一測氡系統和第二測氡系統；所述測試體為直柱體，測試體的底面為四分之一圓環，測試體的側面由兩個相對的平面和兩個相對的弧面組成，其中靠近圓心的弧面為內弧面，遠離圓心的弧面為外弧面；在內弧面的內側設有第一集氡空間，第一集氡空間用于收集從內弧面析出的氡；在外弧面的外側設有第二集氡空間，第二集氡空間用于收集從外弧面析出的氡；第一測氡系統與第一集氡空間連通并形成閉合回路，第二測氡系統與第二集氡空間連通并形成閉合回路；

第一集氡空間和第二集氡空間為相對密閉的空間，通過管道與測氡儀及其他結構(氣體流量計、干燥裝置、過濾裝置等)連通組成第一、第二測氡系統。

該方法根據以下公式計算多孔射氣介質中氡擴散系數D：

其中：

I₀、I₁分別表示第一類0階、1階虛宗量Bessel函數；

K₀、K₁分別表示第二類0階、1階虛宗量Bessel函數；

r₁表示圓環中內圓弧的半徑；r₂表示圓環中外圓弧的半徑；

J₁、J₂分別表示內弧面、外弧面的氡析出率；