一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法技术

一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法，通过对集氡罩收集室内氡浓度上升曲线数据进行分析，不用考虑有效衰变常数的影响，该方法采用开环式测量装置，对现有的计算方法进行了修正，利用氡浓度的变化与氡析出率之间的关系算式，建立氡析出率与氡浓度之间的代数关系式，并能够运用简单的代数运算快速测出待测介质的氡析出率，测量装置简单，操作方便，减少了数据计算量，缩短了计算过程和时间，满足对氡析出率快速测量的需要。

An Open-loop Partial Integral Method for Rapid Measurement of Radon Emission Rate

An open-loop partial integral method for rapid measurement of radon exhalation rate is presented. The data of indoor radon concentration rise curve collected by radon collector are analyzed without considering the effect of effective decay constant. This method uses an open-loop measuring device to revise the existing calculation method. The relationship between radon concentration change and radon exhalation rate is used to establish radon exhalation rate and radon concentration. The algebraic relation between degrees can be used to measure the radon exhalation rate of the medium to be measured quickly by simple algebraic operation. The measuring device is simple, the operation is convenient, the amount of data calculation is reduced, the calculation process and time are shortened, and the need for rapid measurement of radon exhalation rate is satisfied.

【技术实现步骤摘要】
一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法
本专利技术涉及一种核辐射探测技术，特别是一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法。
技术介绍
空气环境中氡主要来自于介质表面的析出，测量介质表面氡析出率的主要方法有累积法、开环式和活性炭吸附法等。活性炭吸附法是利用活性炭对析出氡的吸附，通过对吸附在活性炭中的氡衰变产生的γ谱进行测量求出氡析出率，该方法测量时间长、不易实现自动化；累积法主要是用于测量一段时间内的平均氡析出率，具有重要的统计意义和参考价值，但是不易长期连续监测氡析出率的变化。现有技术中，传统的开环式测量氡析出率的方法都忽略了有效衰变常数的影响。据研究表明：当集氡罩的换气率不满足远远大于有效衰变常数时，测量误差较大。目前也有方法利用能得到有效衰变常数，但是都比较复杂。申请号为CN201510634758.5的中国专利公开了一种开环式同步测量有效衰变常数及氡析出率的方法，这种方法能够同步测量氡的有效衰变常数及氡析出率，但是这种测量方法测量时间过长，且其通过对测量数据进行拟合同步得到有效衰变常数和氡析出率，数据拟合计算量较大，不利于在短时间内测量得出介质表面的氡析出率。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的上述不足而公开一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法，本专利技术通过对集氡罩内氡浓度上升数据进行分析，不用考虑有效衰变常数的影响，该方法采用开环式测量装置，对现有的计算方法进行了修正，利用氡浓度的变化与氡析出率之间的关系算式，建立氡析出率与氡浓度之间的代数关系式，并能够运用简单的代数运算快速测出待测介质的氡析出率，测量装置简单，操作方便，减少了数据计算量，缩短了计算过程和时间，满足对氡析出率快速测量的需要。本专利技术的具体技术方案为：一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法，包括测量过程和计算过程。S1、测量过程：将一面开口的集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入密闭的集氡罩收集室内，由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下,逸出表面进入集氡罩收集室，导致集氡罩收集室内氡浓度变化。泵一直以恒定流速将外界的空气抽入集氡罩，与集氡罩内的空气混合均匀后，再以0.5～15升/分钟的流速送入测氡仪，使得测氡仪内部的氡浓度与集氡罩内的氡浓度平衡，流量计用来测量流量。采用较短的时间间隔测量，即2～10分钟测量一次，一直测量到集氡罩收集室内的氡浓度趋于恒定值。S2、计算过程：由于泵的流率较大，测氡仪内的氡浓度与集氡罩内的氡浓度相等，外界环境空气氡浓度非常低，可以近似为0。测氡仪内的氡浓度C(t)为：λe＝λ+λb+λleak(2)J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积；V为集氡罩体积；L为泵的流率；λe为有效衰变常数，包括氡的衰变常数λ，集氡罩内氡的泄漏系数λleak和反扩散系数λb；t为集氡的时间。式(1)可改写为：当且使得常数K大于等于4时，也就是氡浓度上升曲线的初期，能够认为集氡罩收集室内的氡浓度C(t)是线性上升的，即C(t)线性变化：将式(5)代入式(3)测氡仪初始氡浓度为0，选取合适的时间T，使得式(4)成立。对式(6)在{0，T}区间积分可以得到：将式(5)代入式(4)得：当测量时间为T时，式(8)变为：将式(9)代入式(7)得：由式(10)可解得氡析出率为：上述方法采用的测量装置由集氡罩、泵、测氡仪及流量计组成，所述集氡罩的出气口接头通过管道与所述泵的进气口连接，所述泵的出气口通过管道与所述测氡仪的进气口连接，所述测氡仪的出气口通过管道与所述流量计的进气口连接，所述流量计的出气口通过管道与外界空气相通。所述集氡罩包括开口集氡罩和密闭集氡罩。所述开口集氡罩为一个底端开口的矩形容器，所述开口集氡罩的顶板上设有进气口接头，其侧板上设有出气口接头。所述密闭集氡罩包括一个底端开口的矩形容器及密封板，所述矩形容器的顶板上设有进气口接头，其侧板上设有出气口接头，所述密封板与所述矩形容器的开口端采用螺钉连接，通过所述密封板将所述矩形容器的开口端封闭。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：1、通过对集氡罩内氡浓度上升数据进行分析，不用考虑有效衰变常数的影响，测量过程和测量方法简单，能有效、快速的得到较准确的氡析出率。2、对现有的计算方法进行了修正，利用氡浓度的变化与氡析出率之间的关系算式，建立氡析出率与氡浓度之间的代数关系式，并能够运用简单的代数运算快速测出待测介质的氡析出率，这种方法测量装置简单，操作方便，减少了数据计算量，缩短了计算过程和时间，满足对氡析出率快速测量的需要。附图说明附图1为采用开口集氡罩测量时的装置示意图；附图2为采用密闭集氡罩测量时的装置示意图。其中：P1为进气，P2为出气，1为开口集氡罩，2为泵，3为测氡仪，4为流量计，5为实施例1的待测介质，6为密闭集氡罩，7为实施例2的待测介质，1-1为进气口接头，1-2为出气口接头，6-1为矩形容器，6-2为密封板，6-1-1为进气口接头，6-1-2为出气口接头。具体实施方式为了使本专利技术的专利技术目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本专利技术，并非为了限定本专利技术，实施例的具体参数设置等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。实施例1如附图1所示，一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法，该方法包括测量过程和计算过程，采用开环式测量装置，并对现有的计算方法进行了修正，利用氡浓度的变化与氡析出率之间的关系算式，从而建立氡析出率与氡浓度之间的代数关系式，并能够运用简单的代数运算快速测出待测介质的氡析出率，这种方法测量装置简单，操作方便，减少了数据计算量，缩短了计算过程和时间，满足对氡析出率快速测量的需要。本专利技术的具体技术方案为：一种开环式部分积分快速测量氡析出率的方法，包括测量过程和计算过程。S1、测量过程：将一面开口的集氡罩1扣在待测介质5表面上，由于介质5内的氡原子在扩散与渗流作用下,逸出表面进入开口集氡罩1收集室，导致开口集氡罩1收集室内氡浓度变化。泵2一直以恒定流速将外界的空气抽入开口集氡罩1，与开口集氡罩内1的空气混合均匀后，再送入测氡仪3，流速0.5～15升/分钟，使得测氡仪3内部的氡浓度与开口集氡罩1内的氡浓度平衡，流量计4用来测量流量。采用较短的时间间隔测量，既2～10分钟测量一次，一直测量到开口集氡罩1收集室内的氡浓度趋于恒定值。S2、计算过程：由于泵2的流率较大，测氡仪3内的氡浓度与开口集氡罩1内的氡浓度相等，外界环境空气氡浓度非常低，可以近似为0。测氡仪3内的氡浓度C(t)为：λe＝λ+λb+λleak(2)J为被测介质表面氡析出率；S为开口集氡罩1的底面积；V为开口集氡罩1体积；L为泵的流率；λe为有效衰变常数，包括氡的衰变常数λ，开口集氡罩1内氡的泄漏系数λleak和反扩散系数λb；t为集氡的时间。式(1)可改写为：当且使得常数K大于等于4时，也就是氡浓度上升曲线的初期，能够认为开口集氡罩1收集室内的氡浓度C(t)是线性上升的，即C(t)线性变化：将式(5)代入式(3)测氡仪3初始氡浓度为0，选取合适的时间T，使得式(4)成立。对式(6)在{0，T}区间积分可以得到：将式(5)代入式(4)得：当测量时间为T时，式(8)变为：将式(9)代入式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开环式部分积分测量快速测量氡析出率的方法，其特征在于：包括测量过程和计算过程；S1、测量过程：将一面开口的集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入密闭的集氡罩收集室内，介质内的氡原子在扩散与渗流作用下,逸出表面进入集氡罩收集室，导致集氡罩收集室内氡浓度变化；泵以恒定流速将外界的空气抽入集氡罩，使其与集氡罩内的空气混合均匀后，再以0.5～15升/分钟的流速送入测氡仪，使得测氡仪内部的氡浓度与集氡罩内的氡浓度平衡，使用流量计来测量流量；测氡仪每隔2～10分钟进行一次测量，一直测量到集氡罩内的氡浓度趋于恒定值；S2、计算过程：由于泵的流率较大，测氡仪内的氡浓度与集氡罩内的氡浓度相等，外界环境空气氡浓度非常低，可以近似为0；测氡仪内的氡浓度C(t)为：

【技术特征摘要】
1.一种开环式部分积分测量快速测量氡析出率的方法，其特征在于：包括测量过程和计算过程；S1、测量过程：将一面开口的集氡罩扣在待测介质表面上，或将介质装入密闭的集氡罩收集室内，介质内的氡原子在扩散与渗流作用下,逸出表面进入集氡罩收集室，导致集氡罩收集室内氡浓度变化；泵以恒定流速将外界的空气抽入集氡罩，使其与集氡罩内的空气混合均匀后，再以0.5～15升/分钟的流速送入测氡仪，使得测氡仪内部的氡浓度与集氡罩内的氡浓度平衡，使用流量计来测量流量；测氡仪每隔2～10分钟进行一次测量，一直测量到集氡罩内的氡浓度趋于恒定值；S2、计算过程：由于泵的流率较大，测氡仪内的氡浓度与集氡罩内的氡浓度相等，外界环境空气氡浓度非常低，可以近似为0；测氡仪内的氡浓度C(t)为：λe＝λ+λb+λleak(2)J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩的底面积；V为集氡罩体积；L为泵的流率；λe为有效衰变常数，包括氡的衰变常数λ，集氡罩内氡的泄漏系数λleak和反扩散系数λb；t为集氡的时间；式(1)可改写为：当且使得常数K大于等于4时，也就是氡浓度上升曲线的初期，能够认为集氡罩收集室内的氡浓度C(t)是线性上升的，即C(t)线性变化：将式(5)代...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁红志，谭延亮，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43