[發明專利]一種靜電收集法測量土壤潛勢氡濃度的方法及裝置

有效

• 申請號: 201811041801.7
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109085632B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 譚延亮;袁紅志
• 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: 長沙楚為知識產權代理事務所(普通合伙) 43217
• 代理人: 李大為

本發明提供一種利用靜電收集測氡儀對表層土壤采樣測量得到土壤潛勢氡濃度的方法及裝置，該方法包括采樣過程和測量計算過程，能夠通過簡單的計算方法快速得到準確的土壤潛勢氡濃度。通過密封蓋封閉測量系統，組成閉環氣路測量裝置，提高測量的準確性；對采樣的土壤的氡的產生率及土壤孔隙率進行測量時，考慮氡的衰變、泄漏和反擴散效應，采用靜電收集測氡儀，通過Po?218的濃度反推氡的濃度，運用非線性擬合算法快速計算得到準確的土壤氡的產生率及土壤孔隙率，無需等測量裝置內氡濃度穩定，節省了測量時間。

技術領域

本發明涉及一種核輻射探測技術，特別是一種利用靜電收集測氡儀對表層土壤采樣測量得到土壤潛勢氡濃度的方法及裝置。

背景技術

巖石和土壤中含有天然放射性元素鈾(鐳),母體元素鈾(鐳)經衰變后,產生放射性氡氣。化學元素氡又稱之為氭，是一種化學元素。氡通常的單質形態是氡氣，為無色、無嗅、無味的惰性氣體，具有放射性。當人吸入體內后，氡發生衰變的阿爾法粒子可在人的呼吸系統造成輻射損傷，引發肺癌。

土壤氡濃度與低層建筑室內氡水平以及地下建筑氡水平息息相關，在設計和施工以前，對土壤氡濃度進行測量和評價，避免房屋建在含放射性鐳等的地基上，這是降低氡及其子體潛在危害的最有效措施。與室內氡水平直接相關的是土壤潛勢氡濃度(土壤中潛在的最大氡濃度)，各種不同地質類型的土壤基本都要在2m甚至更深處才能達到潛勢氡濃度水平。然而，目前土壤氡濃度的測量深度一般在0.5～0.8m之間，這個深度的土壤氡濃度遠低于土壤潛勢氡濃度。直接對土壤潛勢氡濃度進行測量，需要打洞2～3m才能直接測量，測量非常困難。需要一種對表層土壤采樣測量獲得土壤潛勢氡濃度的方法。

公開號為CN103885078B的中國專利文獻公開了一種對表層土壤采樣測量得到土壤潛勢氡濃度的方法及裝置，其采用環形土壤切割裝置、氣泵和測氡儀組成測量裝置，利用測量裝置測量土壤中氡的產生率，從而計算得到潛勢氡濃度。但是該方法還是存在一些問題：使用測氡儀測量土壤中氡的產生率時，沒有考慮泄漏和反擴散效應；此外，按照這種方案的計算方法，其中的重要數據土壤孔隙度η采用土壤的類型查表近似得到或者帶回實驗室進行測量，其數值準確性不高，會導致獲得的數據誤差較大，不能夠準確的獲得土壤潛勢氡濃度。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種利用靜電收集測氡儀對表層土壤采樣測量得到土壤潛勢氡濃度的方法及裝置，該方法包括采樣過程和測量計算過程，能夠通過簡單的計算方法快速得到準確的土壤潛勢氡濃度。本發明通過密封蓋組建閉環式測量系統；利用氡在土壤中運移與分布以及閉環氣路測量裝置內氡濃度的變化規律計算得出準確的氡產生率A和土壤孔隙率η，對采樣的土壤的氡的產生率及土壤孔隙率進行計算時，考慮氡的衰變、泄漏和反擴散效應，采用靜電收集測氡儀，通過Po-218的濃度反推氡的濃度，提高了計算的準確性，運用非線性擬合算法，無需等測量裝置內氡濃度穩定，即可快速計算得到準確土壤氡的產生率及土壤孔隙率，節省了測量時間。本發明采樣測量過程及計算方法簡單，考慮了影響測量結果的各個因素，提高了測量準確性。

本發明的具體技術方案為：

一種靜電收集法測量土壤潛勢氡濃度的方法，它包括采樣過程和測量計算過程。

S1、采樣過程：

利用通過螺紋連接好環刀手柄、體積為V的鋼制環刀(見圖1)，切割自然狀態的土壤，使土樣充滿其中。不可左右搖動，以使土壤自然結構不被破壞，直到環刀全部壓入土中。然后用小鏟將環刀從土中挖出，取下手柄，并用小刀仔細沿環刀兩端邊緣修整削平，切除多余的土壤。取好樣的環刀上端蓋上濾膜，下端蓋上密封蓋，然后再連接環刀手柄。該組件與其他部件組成一個閉環氣路測量系統(見圖3)。環刀手柄的結構如圖2所示，其與環刀連接后可作為把手易于采樣，在環刀手柄上設置有環形開口腔，當組合成測量系統后，其與環刀內采樣的土壤間有較大的空隙，使得氣流能均勻通過土壤，將土壤中的氡通過氣流均勻帶出來，提高測量的準確性。

S2、測量計算過程：