第10章 氡测量和其他辐射测量方法.

1.工作原理 氡进入闪烁室后,氡及其子体发射的α粒子使闪烁室壁的ZnS (Ag)产生闪光,光电倍增管把这种光讯号变成电脉冲,经过电子学
线路把电脉冲放大,最后记录下来。单位时间内的脉冲数(脉冲计
数率)与氡浓度成正比,从而可确定氡浓度。 2.主要设备及仪器 (1)闪烁室 图10.3是与FD-125 Rn-Th分析仪配套使用的闪烁室示意图。闪烁 室内有几个隔室,壁上均涂覆ZnS(Ag),其体积为0.5 L,形状为球形。
图10.2 FD-105K静电计横向剖面图及外形示意图 1—中央电极;2—绝缘体;3—水平丝;4—指示丝; 5—形电极;6—补偿调节螺丝;7—绝缘体;8—显微镜;9—外壳
(3)操纵箱 操纵箱外面装有波段开关,内装有电池组,供测量中使用。有
1.5 V电池1节,供调整电压灵敏度时使用。45 V积层电池3块,两组
绪
论
第1章 矿 内 空 气 第2章 矿井空气流动基本理论
第3章 矿井通风系统和通风动力
第4章 铀矿山辐射危害与安全 第5章 辐射防护标准与矿井防氡指标 第6章 氡来源及性质
第7章 氡析出与氡传播 第8章 排氡通风与控氡技术 第9章 铀矿井排氡通风设计
第10章 氡测量和其他辐射测量方法
第11章 矿井通风系统测定与评价
“]”形电极上各加45 V,外壳加电压135 V。 (4)抽气泵 抽气设备常用真空泵,供抽空电离室和清洗电离室。还要备 用双链球,矿井下取样常使用双链球法,其抽气设备就是手动的橡
皮球。
电离室和静电计及操纵箱连接起来,组成测量系统。
3.测量程序 (1)调节好机械零点和电零点。 (2)调节电压灵敏度与标定时相同。 电压灵敏度是石英丝对外壳有1 V电压时石英丝偏转的格数。电 压灵敏度在静电计刻度后,每次进行氡测量时都应保持不变。 电压灵敏度一般在(20~30)格/V之间。
4.方法评价 本方法的优点是:方法可靠,已经过长期的考验。 缺点是: (1)灵敏度低,不能用于低水平测量; (2)笨重,电离室的体积大;
(3)测量时间长,从取样到测量要经过3个多小时,不能马上给出结果;
(4)读数方法原始,要用肉眼去观测石英丝的偏转速度。
静电计法测氡的范围是4×101~4×104 Bq· m-3,常用于氡浓度较高
图10.4 FD-125型Rn-Th分析仪连接示意图
3.测量程序 (1)测量闪烁室本底
(2)闪烁室抽真空 应抽到1.333 2 kPa以下,每次使用都要抽到同样的真空度。 (3)取样 取样程序因待测对象不同而不同。若是气体介质,则可直接 取样,闪烁室前加干燥管。 (4)等待 封存好闪烁室,等待3小时。 (5)测量
(10.1)
式中,CRn为氡浓度,Bq· m-3;K为刻度系数,Bq/(格· min-1);J为电离电流,
格· min-1;Jb为本底电离电流,格· min-1;V为电离室体积,m3;λRn为氡衰
变常数,h-1;t为样品封闭时间,h。 (6)清洗电离室 用过的电离室要立即清洗。方法是电离室前加活性炭管用真 空泵抽气,清洗时间不应少于30 min。用氮气清洗,效果更好。
(3)测电离室本底 测量充有清洁空气(活性炭过滤)的电离室本底,测量时间应保
证石英丝在刻度上至少移动3个格。
(4)取样测量
将待测样品产生的氡气转移至电离室内,或者用电离室直接
取样(真空法或循环法)待测气体介质。封闭3小时以后用静电计测 其电离电流,即静电计单位时间内的偏转格数。
(5)计算氡浓度
采用下式计算氡浓度:
图10.3 FD-125型闪烁室示意图
(2)氡分析仪 现在国内通用的是FD-125型Rn-Th分析仪,是一种把光信号转变 为电脉冲的装置。配有固定闪烁室的圆盘、光电倍增管和前置放大 器。
(3)计数装置 脉冲计数装置常用FH-408型或FH-463型自动定标器,也可以用其 他计数设备。图10.4给出了FD-125型Rn-Th分析仪连接示意图。 (4)其他 如真空泵、活性炭管、干燥管等都是必备的。有条件的可配氮 气瓶,以备清洗闪烁室时使用。
体在电场中的运动。含氡气体进入电离室后,氡及其子体放出的射线
使空气电离,产生正负离子。其电离电流主要是222Rn,218Po,214Po的α粒 子贡献的。电离室的中央电极积累了一定量的正电荷,当与静电计的
中央石英丝接触后使其带电,成为带电导体。
在外电场作用下,石英丝在带了电的臂丝电场作用下而发生偏转, 其偏转的速度与其上的电荷量成正比,也就是与氡的浓度成正比。测
第10章
氡测量和其他辐射测量方法
为了掌握矿井中氡及子体浓度的污染状况及其变化,评价矿 工接受的辐射剂量和通风降氡措施的效果,必须掌握氡测量和其 他辐射测量方法。
10.1.1 静电计法
10.1 氡 的 测 量
静电计法也叫电离室法,是测氡最经典的方法。
1.工作原理
静电计法测氡的原理是基于射线对空气的电离作用和带电导
出偏转速度(亦即电离电流)就可知道来自百度文库的浓度。
2.主要设备与仪器
(1)电离室
我国常用的与FD-105型和FD-105(K)型两种静电计配套使用的电 离室结构如图10.1所示。电离室高14 cm,直径为9.5 cm,容积1 L,外壳 为金属,中央电极通过绝缘体和外壳固定起来,两个气孔用于吸气和排 气。
图10.1 FD-105K 电离室示意图
的场合,如井下氡浓度测量,一般不能用于环境测量。
10.1.2
闪烁室法
闪烁室是利用射线与物质相互作用时产生发光效应进行测 量的一种探测器。卢卡斯(H.F. Lucas)室是20世纪50年代推出的, 用于测氡的一种主要探测器。铀矿测氡的卢卡斯室是由塑料或 金属制成的球形或圆筒形容器,其容积为100~500 mL。筒内壁涂 有ZnS(Ag)的荧光粉。
(2)静电计 常用的静电计有FD-105型和FD-105(K)型两种。
图10.2是静电计的横向剖面图及外形示意图,4个“]”形电极(2 个为一组)产生外电场。外加电压固定,调节电极间的距离来改变电场 的强弱和方向性的分布。石英丝固定在静电计的中央,悬丝上有一横 的指示丝。用目镜观测石英丝中指示丝的偏转情况。
测量闪烁室内氡样品产生的脉冲计数,测量时间长短要根据样品 活度大小和误差要求而定。 (6)计算 用下式求氡浓度: