一种水中镭放射性活度的测定方法技术

本发明专利技术属于铀矿水化学找矿研究领域，具体涉及一种水中镭放射性活度的测定方法。本发明专利技术包括以下步骤：步骤一、地下水样品采集；步骤二、将地下水样品分两组测量氡气浓度，并记录测量时间；步骤三、通过两组测量得到的氡气浓度和测量时间，计算水中镭的放射性活度。本发明专利技术基于镭、氡等放射性同位素衰变演化过程，通过采集地下水样品进行两个时间点的氡气浓度值，利用

【技术实现步骤摘要】
一种水中镭放射性活度的测定方法


[0001]本专利技术属于铀矿水化学找矿研究领域，具体涉及一种水中镭放射性活度的测定方法。

技术介绍

[0002]放射性水化学找矿具有成本低、效率高、速度快及寻找隐伏矿体的特点(郝士胤，1992；史维浚等，2005)，在寻找铀矿床的不同阶段，均取得了良好的找矿效果。上述方法最直接最重要的找矿判据为水中铀、镭、氡的含量。
[0003]镭的原子半径很大，较容易被固体表面吸附和植物吸收，还易与Fe(OH)3、Mn(OH)4等共沉淀，致使地下水体中的镭含量很低。影响镭水迁移和沉淀作用的主要因素有岩石中的镭含量、岩石的物理性质、温度、水化学类型、水动力条件等。其中水动力条件对镭的水迁移具有重要意义，除铀矿化地段以外，在正常含量地区的水积极交替带水中镭含量不可能很高，因此地下水中镭含量增高，很可能受到了流经矿体部位地下水的混合作用影响，其含量高低为铀矿化信息的重要指示标志。镭有三个同位素，其中以
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Ra为主，其它两种因为半衰期短，在水体中含量较低。
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Ra的半衰期为1602年，其衰变产物为
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Rn。氡也有三个放射性同位素，因锕铀系和钍系衰变产生的Rn半衰期分别仅为3.92s、55.6s，很难积聚，故地下水中的氡气大部分为
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Rn。现阶段水中镭的测定方法主要包括射气闪烁法、α液体闪烁法等。射气闪烁法可分为氢氧化铁
‑
碳酸钙载带射气闪烁法和硫酸钡共沉淀射气闪烁法两种方式：前者是以氢氧化铁<br/>‑
碳酸钙为载体，吸附载带水中镭，用盐溶解沉淀物，将溶解液封闭扩散器中积累氡，转入闪烁室进行测量、计算镭含量；后一种方式以硫酸钡作载体，共沉淀水中镭，用碱性EDTA溶液溶解沉淀物，封闭于扩散器中积累氡，转入闪烁室测量、计算镭含量(GB11214
‑
89，1989)。α液体闪烁法的原理是用氢氧化铁
‑
硫酸钙作为载体，共沉淀浓集水中的镭，用硝酸溶解沉淀物，加入柠檬酸后再以硫酸铅钡为混合载体共沉淀镭，将沉淀物用硝酸溶液洗涤净化并溶于氢氧化铵碱性乙二胺四乙酸二钠溶液中，加冰乙酸重沉淀硫酸钡(镭)以分离铅，沉淀物干燥后用本底α探测装置测量，得出结果(GB11218
‑
89，1989)。
[0004]综上，实验室测定水中镭元素含量由于工序繁琐、样品体积需求量大(5L以上水体)、分析周期长、价格昂贵等因素限制了水中镭在放射性水化学找矿中的应用。怎样快速、便捷、低廉的测定水体中的镭元素含量成为了制约镭元素找矿应用的一个关键影响因素。根据射气闪烁法测量水中镭的原理，可以通过测定地下水中的氡气浓度来计算地下水中
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Ra的含量，现阶段各类型号便携式的环境测氡仪普及使之成为可能。因为地下水中镭元素含量相对较低，地下水中氡气主要来源于岩石或邻近水体的汇入，地下水中镭元素衰变成因的氡占比较少，如要通过测定水体的
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Rn浓度来反算水体中的镭元素，就需要排除其它成因氡的影响。
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Rn的衰变周期仅有3.82天，若将水体放置于密闭的容器之内若干时段，非水中镭衰变成因的氡气会迅速减少，水体中残余氡气放射性活度约等于水中镭衰变成因氡气放射性活度与原水中氡气衰变剩余放射性活度之和，因此可以利用便携式测氡仪测定两个时
段水体中氡气的放射性活度，进而计算出水中镭元素的放射性活度。

技术实现思路

[0006]本专利技术解决的技术问题，本专利技术提供一种水中镭放射性活度的测定方法，基于镭、氡等放射性同位素衰变演化过程，通过采集地下水样品进行两个时间点的氡气浓度值，利用
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Ra与
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Rn两个同位素之间的放射性活度衰变关系，计算得出水体中
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Ra的放射性活度。
[0007]本专利技术采用的技术方案：
[0008]一种水中镭放射性活度的测定方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一、地下水样品采集；步骤二、将地下水样品分两组测量氡气浓度，并记录测量时间；步骤三、通过两组测量得到的氡气浓度和测量时间，计算水中镭的放射性活度。
[0010]所述步骤一中，采集目标区域地下水样品，所述地下水样品包括4个平行样品，每个平行样用单独样品瓶灌装且样品量不少于500ml/瓶。
[0011]所述步骤二中，具体包括如下步骤：
[0012]地下水样品采集后12小时之内，将其中2个平行样品进行水中氡气连续测量，记录水中氡气浓度及测量时间，计算两个平行样品的平均氡气浓度A
Rn0
及平均测量时间t0；
[0013]将剩余的2件平行样品进行密封处理，用纸箱封存，放置于阴凉之处20天以上，之后将放置的2件平行样品进行水中氡气测量，记录水中氡气浓度及测量时间，计算两个平行样品的平均氡气浓度A
Rn1
及平均测量时间t1。
[0014]所述步骤三中，在放置阴凉处20天以上后，样品中的氡气主要由两部分组成，一是采集样品时所含氡气衰变后的剩余氡气，二是水中镭元素衰变积累所形成的氡气。
[0015]地下水样品在放置阴凉处20天以上后的平均氡气浓度A
Rn1
与采集后12小时之内的平均氡气浓度A
Rn0
的关系如下：
[0016][0017]上述式中：
[0018]λ
Ra
：
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Ra的半衰期，其值为1.37343
×
10
‑
11
；
[0019]λ
Rn
：
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Rn的半衰期，其值为9.64042
×
10
‑
07
；
[0020]t0：12小时内两个平行样品的平均测量时间；
[0021]t1：放置20天后另外两个平行样品的平均测量时间；
[0022]12小时内两个平行样品的平均水中氡气浓度(Bq/L)；
[0023]放置20天以上后另外两个平行样品的平均水中氡气浓度(Bq/L)；
[0024]A
Ra
：地下水样品中的
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Ra的放射性活度(Bq/L)。
[0025]根据地下水样品在放置阴凉处20天以上后的平均氡气浓度A
Rn1
与采集后12小时之内的平均氡气浓度A
Rn0
的关系，计算得出地下水样品中的
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Ra的放射性活度A
Ra
，其表达式如下所示：
[0026][0027]根据步骤二测定的t0、t1、计算出水中镭的放射性活度。
[0028]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0029](1)本专利技术提供一种水中镭放射性活度的测定方法，
[0030]以元素衰变原理为理论依据，利用不同时间点水中氡气浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水中镭放射性活度的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、地下水样品采集；步骤二、将地下水样品分两组测量氡气浓度，并记录测量时间；步骤三、通过两组测量得到的氡气浓度和测量时间，计算水中镭的放射性活度。2.根据权利要求1所述的水中镭放射性活度的测定方法，其特征在于，所述步骤一中，采集目标区域地下水样品，所述地下水样品包括4个平行样品，每个平行样用单独样品瓶灌装且样品量不少于500ml/瓶。3.根据权利要求2所述的水中镭放射性活度的测定方法，其特征在于，所述步骤二中，具体包括如下步骤：地下水样品采集后12小时之内，将其中2个平行样品进行水中氡气连续测量，记录水中氡气浓度及测量时间，计算两个平行样品的平均氡气浓度A
Rn0
及平均测量时间t0；将剩余的2件平行样品进行密封处理，用纸箱封存，放置于阴凉之处20天以上，之后将放置的2件平行样品进行水中氡气测量，记录水中氡气浓度及测量时间，计算两个平行样品的平均氡气浓度A
Rn1
及平均测量时间t1。4.根据权利要求3所述的水中镭放射性活度的测定方法，其特征在于，所述步骤三中，在放置阴凉处20天以上后，样品中的氡气主要由两部分组成，一是采集样品时所含氡气衰变后的剩余氡气，二是水中镭元素衰变积累所形成的氡气。5.根据权利要求4所述的水中镭放射性活度的测定方法，其特征在于，地下水样品在放置阴凉处20天以上后的平均氡气浓度A
Rn1
与采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：林效宾，张云龙，贾立城，邢作昌，田明明，史清平，李真真，
申请(专利权)人：核工业北京地质研究院，
类型：发明
国别省市：