基于松萝积累的氡气浓度测定方法及测定系统技术方案

公开了一种基于松萝积累的氡气浓度测定方法和测定系统，测定方法的步骤包括：用离子水清洗松萝表面；在预定氡气浓度下经由细线均匀悬挂所述松萝且持续暴露60‑90个小时；所述松萝内置于烘箱中，在450℃温度下灰化使得所述干化松萝成为松萝灰，称取松萝灰重量w；采用γ谱仪测量松萝灰中的210Pb含量，多次重复步骤1‑4，获得松萝灰中210Pb含量与氡气浓度的关系曲线，获得基于松萝积累的松萝灰重量与氡气浓度测定公式

Radon concentration measurement and determination system based on pine nut accumulation

A method and system for measuring radon concentration based on pinasia accumulation are disclosed. The steps of the determination method include cleaning the surface of the pinic by using ionic water; hanging the ppine through a fine line at a predetermined radon concentration and continuously exposing for 60 hours for 90 hours; the pinasia is built in a oven and ashing at a temperature of 450 degrees centigrade. The dry soot was used as the soot ash, which was called the weight of W of the soot ash. The 210Pb content in the soot ash was measured by the gamma spectrometer, and the repeated step 1 was 4. The relationship between the content of 210Pb and the radon concentration in the soot ash was obtained, and the formula for the weight of the soot ash and the radon concentration based on the accumulation of the pine rose was obtained.

【技术实现步骤摘要】
基于松萝积累的氡气浓度测定方法及测定系统
本专利技术涉及氡气检测领域，特别是涉及一种基于松萝积累的氡气浓度测定方法及测定系统。
技术介绍
氡(222Rn)是自然界一种天然放射性气体，是放射性元素铀、钍衰变的子体，它的半衰期为3.824d，衰变后可产生一系列的氡子体，包括短寿命子体如钋218(218Po)、铅214(214Pb)、铋214(214Bi)和钋214(214Po)，以及长寿命子体如铅210(210Pb)、铋210(210Bi)和钋210(210Po)等，最终衰变为稳定性核素铅206(206Pb)。在此过程中，伴随着氡快速、复杂的衰变过程，产生众多的核素，使得氡成为人类受天然辐射主要的来源之一，每年约1.3mSv，占天然辐射的54％，其中室内氡及其子体占所致辐射剂量的90％。另外，氡还是世界卫生组织(WHO)公布的19种主要致癌物质之一，是目前仅次于香烟引起人类肺癌的第二大元凶。但是，氡(222Rn)是一种无色无味的惰性气体，在日常生活中难以被人们感知。因此，如何灵敏、方便地监测到氡气的存在并采取有效的措施防止或减少氡及其子体的污染成为人们辐射防护的关键。目前测量环境空气中氡及其子体主要有四种测定方法，即径迹蚀刻法、活性炭盒法、脉冲电离室法、静电收集法。但这些方法均需要较为复杂的采样过程或特殊的测量仪器，需要专门的机构或专业人员才能完成和操作，难以普遍应用于普通居民家庭中。专利文献1公开222Rn氡子体放射性水平累积效应测定装置包括采样器(1)、气泵(2)和流量计(3)，所述采样器(1)包括壳体(101)、进气孔(102)、出气孔(103)、滤膜(104)、α粒子吸收片(105)、β粒子吸收片(106)和α粒子探测器(107)；所述壳体(101)为两端封口的中空圆柱形结构；所述进气孔(102)位于壳体(101)的侧壁上；所述出气孔(103)位于壳体(101)的上部；所述滤膜(104)设置于壳体(101)的内部并且位于出气孔(103)的一端；所述α粒子探测器(107)设置于壳体(101)的内部并且位于滤膜(104)以及进气孔(102)的下方，α粒子探测器(107)与滤膜(104)之间设置有25mm的空气层，α粒子探测器(107)的上部铺设有α粒子吸收片(105)和β粒子吸收片(106)；所述气泵(2)通过管道与采样器(1)的出气孔(103)固定连接；所述流量计(3)固定安装在气泵(2)与出气孔(103)连接的管道上。该专利从放射性核素衰变的基本规律出发,通过对连续测量时滤膜上222Rn子体的累积衰变规律的模拟计算,最终达到根据实测222Rn子体a计数计算实际222Rn子体放射性水平的目的，但该专利需要测量222Rn子体的累积衰变的能量的α粒子探测器，设备成本高，且累积衰变的能量测量难度大，难以测量精确导致氡浓度测定效果差。专利文献2公开的一种基于半导体致冷技术的静电收集法测氡装置包括滤膜(1)、采样泵(2)、半导体致冷片的热面(3)、半导体制冷片的冷面(4)、收集腔(5)、半导体探测器(6)、放大电路(7)、隔热层(8)和能谱分析系统(9)；样品气体通过滤膜(1)和采样泵(2)进入收集腔(5)，收集腔(5)贴装在半导体制冷片的冷面(4)，半导体探测器(6)位于收集腔(5)内部，放大电路(7)位于收集腔(5)外，半导体致冷片的冷面(4)、收集腔(5)和放大电路(7)被隔热层(8)包裹，半导体致冷片的热面(3)贴装有散热器，能谱分析系统(9)与放大电路(7)连接。该专利解决样品气体温湿度对静电收集法测氡仪的影响问题。但该专利需要将收集腔控制在一定的温度范围内，应用性差，采用的半导体探测器昂贵，放大电路和能谱分析系统误差大，采用廉价的金硅面垒型半导体探测器和普通放大电路更导致测量精度下降。专利文献3公开的一种利用活性炭盒测量空气氡浓度的方法，其测量装置包括采集器、计时器、低本底γ辐射能谱仪、氡及其各子体计算软件，所述方法包括以下步骤：步骤S1：将活性炭烘烤后存入磨口瓶中,待用；步骤S2:称取适量上述烘烤过的活性炭装入采样盒中，然后将活性炭盒密封包装以隔绝外界空气，即得到空载采集器；步骤S3：按照国家标准中活性炭测量空气氡浓度方法的要求进行空载采集器的待测现场布置；步骤S4：将活性碳盒的密封包装去除，使活性炭盒暴露于空气中以吸附氡，即开始采样，同时用计时器记录活性炭盒在空气中的暴露时间，即采样时间T1；步骤S5：采样终止时，将已吸附氡的负载采集器密封，迅速送回实验室；步骤S6：采用低本底γ辐射能谱仪对负载采集器内已吸附氡的活性炭进行活性炭γ测量，获得吸附后总γ计数，将该吸附后总γ计数扣除低本底γ辐射能谱仪本底的总γ计数，获得实测得到的总γ净计数COUNTS_M；同时，用计时器记录负载采集器的静置时间T2，所述静置时间T2是指采样终止至活性炭γ测量开始的时间间隔；步骤S7：根据上述得到的采样时间T1、静置时间T2、实测得到的总γ净计数COUNTS_M，由氡及其各子体计算软件获得空气氡浓度，具体如下：步骤S7-1：设定活性炭盒单位时间内从空气中吸附的氡原子数为n；步骤S7-2：基于活性炭盒单位时间内从空气中吸附的氡原子数n以及原子的衰变链分别确定在采样时间T1内任一时刻和静置时间T2内任一时刻的氡及其各子体原子数目的理论推导公式；步骤S7-3：通过上述理论推导公式结合得到的采样时间T1和静置时间T2，获得静置时间终止时刻即开始活性炭γ测量时的理论计算得到的总γ净计数COUNTS_C的计算公式；步骤S7-4：将理论计算得到的总γ净计数COUNTS_C与实测得到的总γ净计数COUNTS_M进行比较并不断校正n，得到精确的活性炭盒单位时间内从空气中吸附的氡原子数为n；步骤S7-5：计算获得空气氡浓度C_Rn222，其计算公式如下：C_Rn222＝k*n，其k为活性炭盒吸附氡刻度系数，即由刻度实验得到的活性炭盒单位时间从空气中吸附的氡原子量与所暴露空气中的氡浓度关系。该专利不受采样时间、静置时间的影响，可根据需要自行安排静置时间，然后由氡及其各子体计算软件给出校正，但该专利的校正无法保证测量结果的稳定性，活性炭吸附氡的能力有限且无法均匀地吸附氡原子导致采样复杂且误差较大。因此，设计一种采样简单、无需专业人员操作、测定成本低且能够在如开放环境下的进行灵敏度高且测定精度优良的氡的检测方法及测定系统是本领域所需要的。在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。现有技术文献专利文献专利文献1：中国专利公开CN107024710A号专利文献2：中国专利公开CN106950591A号专利文献3：中国专利公开CN106873023A号
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，现有技术中的测氡方法成本昂贵，需要专业人员操作，采样复杂且容易产生误差，测定精度不高且测定时需要如低温、干燥等严苛条件，计算过程中需要假定很多理想条件以及对结果需要进行校正等诸多环节，不利于测定的进行以及使得测定结果不稳定。解决问题的方案本专利技术人等为了达成上述目的而进行了深入研究，具体而言，在本专利技术的第一方面，一种基于松萝积累的氡气浓度测定方法步骤包括：第一步骤中，用离本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于松萝积累的氡气浓度测定方法，其步骤包括：第一步骤(S1)中，用离子水清洗松萝表面，松萝放入离子水浸泡20‑30分钟，晾干30‑40分钟；第二步骤(S2)中，在预定氡气浓度下经由细线均匀悬挂所述松萝且持续暴露60‑90个小时；第三步骤(S3)中，所述松萝内置于烘箱中，线性升温至100‑110℃温度下烘干，所述干化松萝在加热装置中线性升温至190‑210℃进行炭化，炭化后将温度升至450℃，并在450℃温度下灰化使得所述干化松萝成为松萝灰，称取松萝灰重量w；第四步骤(S4)中，采用γ谱仪测量松萝灰中的

【技术特征摘要】
1.一种基于松萝积累的氡气浓度测定方法，其步骤包括：第一步骤(S1)中，用离子水清洗松萝表面，松萝放入离子水浸泡20-30分钟，晾干30-40分钟；第二步骤(S2)中，在预定氡气浓度下经由细线均匀悬挂所述松萝且持续暴露60-90个小时；第三步骤(S3)中，所述松萝内置于烘箱中，线性升温至100-110℃温度下烘干，所述干化松萝在加热装置中线性升温至190-210℃进行炭化，炭化后将温度升至450℃，并在450℃温度下灰化使得所述干化松萝成为松萝灰，称取松萝灰重量w；第四步骤(S4)中，采用γ谱仪测量松萝灰中的210Pb含量，其中，x为210Pb含量，单位Bq.kg-1；t测量样品时间，单位s；a(t)为测量样品时间t内γ谱仪测量到的计数率，单位s-1；w为松萝灰重量，单位kg；ε为γ谱仪全能峰效率，单位％；p为210Pb特征峰的γ发射几率；Y为化学分析回收率，单位％；第五步骤(S5)中，多次重复步骤1-4，获得松萝灰中210Pb含量与氡气浓度的关系曲线，并拟合关系曲线得到拟合公式y＝ALnx-B，基于拟合公式获得基于松萝积累的松萝灰重量与氡气浓度测定公式其中y为氡气浓度，单位为Bq.m-3；系数A为常数，系数B为常数；t测量样品时间，单位s；a(t)为测量样品时间t内γ谱仪测量到的计数率，单位s-1；w为松萝灰重量，单位kg；ε为γ谱仪全能峰效率，单位％；p为210Pb特征峰的γ发射几率；Y为化学分析回收率；第六步骤(S6)中，在待测区域经由细线均匀悬挂经由第一步骤处理的松萝且持续暴露60-90个小时，然后通过第三步骤获得松萝灰重量w，通过测定公式获得待测区域的氡气浓度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一步骤(S1)中，用装有去离子水的喷水壶将松萝表面冲洗干净，松萝放入离子水浸泡25分钟，晾干35分钟。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二步骤(S2)中，在预定氡气浓度下经由细线均匀悬挂所述松萝且持续暴露72小时。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第三步骤(S3)中，所述松萝内置于烘箱中，线性升温至105℃温度下烘干，所述干化松萝在加热装置中线性升温至200℃进行炭化，炭化后将温度升至450℃，并在450℃温度下灰化使得所述干化松萝成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，郑桂灵，
申请(专利权)人：青岛农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37