[發(fā)明專利]靜電收集法測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811493752.0
• 申請(qǐng)日: 2018-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN109612903B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁紅志;譚延亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 衡陽(yáng)師范學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N15/08
• 分類號(hào): G01N15/08
• 代理公司: 衡陽(yáng)市科航專利事務(wù)所 43101
• 代理人: 鄒小強(qiáng)

靜電收集法測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)的裝置及方法，測(cè)量裝置包括筒形測(cè)量室、靜電收集法測(cè)氡儀及泵。測(cè)量室包括兩端帶螺紋的圓柱形筒體及連接在圓柱形筒體兩端的螺紋端蓋，圓柱形筒體的筒壁上對(duì)稱設(shè)有出氣端接頭及進(jìn)氣端接頭，筒形測(cè)量室圓柱形筒體上的出氣端接頭通過管道與測(cè)氡儀上的進(jìn)氣端連接，測(cè)氡儀上的出氣端通過管道與泵的進(jìn)氣端連接，泵的出氣端通過管道與測(cè)量室圓柱形筒體上的進(jìn)氣端接頭連接。測(cè)量方法包括測(cè)量過程和計(jì)算過程，測(cè)量時(shí)將需要測(cè)量的薄膜切割成直徑與圓柱形筒體端口外徑相同的圓形薄膜片，分別貼在圓柱形筒體的兩端，并用螺紋端蓋壓緊密封，測(cè)量后通過計(jì)算方法得到氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核輻射探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種采用靜電收集法測(cè)氡儀測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)的裝置及方法。

背景技術(shù)

氡是一種對(duì)人體有害的放射性惰性氣體，空氣環(huán)境中氡主要來自于介質(zhì)表面的析出。由于礦山輻射防護(hù)和室內(nèi)氡污染問題，需要使用致密的薄膜來阻擋氡進(jìn)入工作和居住環(huán)境。氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)可以用來評(píng)價(jià)薄膜對(duì)氡的阻擋性能，現(xiàn)有的測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)的方法一般是用一塊薄膜將測(cè)量室的內(nèi)腔分為兩個(gè)測(cè)量腔，其中一個(gè)測(cè)量腔注入高濃度氡，高濃度的氡通過擴(kuò)散效應(yīng)通過薄膜進(jìn)入另一個(gè)測(cè)量腔，比較兩個(gè)測(cè)量腔穩(wěn)態(tài)或動(dòng)態(tài)的氡濃度變化就能夠通過計(jì)算得到氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)。現(xiàn)有的測(cè)量方法只通過一塊薄膜來測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)，測(cè)量過程中時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種采用靜電收集法測(cè)氡儀測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)的裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：靜電收集法測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)的裝置，包括測(cè)量室、靜電收集法測(cè)氡儀、泵及環(huán)形密封墊。

所述的測(cè)量室包括一個(gè)兩端帶螺紋的圓柱形筒體及連接在圓柱形筒體兩端的螺紋端蓋，圓柱形筒體的筒壁上對(duì)稱設(shè)有出氣端接頭及進(jìn)氣端接頭，圓柱形筒體的內(nèi)徑為D1，螺紋端蓋內(nèi)設(shè)有環(huán)形溝槽，在環(huán)形溝槽內(nèi)安裝有環(huán)形密封墊，螺紋端蓋端蓋板上的孔徑為D2，其中，D1＝D2。

測(cè)量室上的出氣端接頭通過管道與測(cè)氡儀上的進(jìn)氣端連接，測(cè)氡儀上的出氣端通過管道與泵的進(jìn)氣端連接，泵的出氣端通過管道與測(cè)量室上的進(jìn)氣端接頭連接。

采用上述測(cè)量裝置測(cè)量氡在薄膜中有效擴(kuò)散系數(shù)的方法如下，它包括測(cè)量過程和計(jì)算過程。

一、測(cè)量過程：

A、將需要測(cè)量的薄膜切割成直徑與圓柱形筒體端口外徑相同的圓形薄膜片，將兩片薄膜片分別貼在圓柱形筒體的兩端，并用螺紋端蓋壓緊密封，其中，薄膜片暴露在空氣中的表面為外表面，處在圓柱形筒體內(nèi)的表面為內(nèi)表面；

B、啟動(dòng)泵，在泵的作用下，將測(cè)量室內(nèi)的氣體與靜電收集法測(cè)氡儀測(cè)量腔內(nèi)氣體混合均勻；

C、將測(cè)量室放入標(biāo)準(zhǔn)氡室內(nèi)，通過靜電收集法測(cè)氡儀測(cè)量測(cè)量室內(nèi)氡濃度的變化趨勢(shì)。

二、計(jì)算過程：

由于泵的流率較大，靜電收集法測(cè)氡儀測(cè)量腔內(nèi)的氡濃度與測(cè)量室內(nèi)的氡濃度相等，外界環(huán)境空氣氡濃度非常低，其初始氡濃度近似為0；

氡在薄膜片中的一維擴(kuò)散方程為：

(1)

式(1)中， D_e是氡在薄膜片中有效擴(kuò)散系數(shù)，λ是氡的衰變常數(shù)，C（z,t）是不同時(shí)間點(diǎn)薄膜內(nèi)離外表面不同垂直距離點(diǎn)的氡濃度，t是時(shí)間，z是薄膜片中的任一點(diǎn)到薄膜片外表面的垂直位置；

擴(kuò)散穩(wěn)定后，根據(jù)菲克定律有：

（2）

式(2)中，J為薄膜片內(nèi)表面的氡析出率；