氡的测定

空气中氡浓度的测定

一、实验目的

（1）学习Rad7操作方法；

（2）学习空气中氡的测定方法；

（3）了解环境大气中的氡浓度水平。

二、实验原理

（1）氡的性质及危害

氡是一种放射性隋性气体，无色无味，其原子序数为86，密度为9.72 g/L ( O ~ C)，其中Rn的半衰期为3.82354-0.0003天。由于氡为不稳定放射性气体，它从其母元素(镭)所在的化合物中逃逸并扩散进入空气。氡-222是由母体镭衰变而来，镭又是从铀-238衰变而来，氡再经过八次衰变为稳定的铅-206，我们用一个简单的衰变链可描述如下：

氡是镭-226衰变的直接子体，只要有镭的存在，就必然不断产生氡。按照一般情况下，室内氡的主要来源是建筑物下的地层及其周围土地、建材、水源和燃料。室内空气中氡浓度不仅取决于这些材料的镭含量和决定氡析出能力的材料与施工性能(如孔隙率)，而且取决于环境条件(如温度、湿度、大气压等)，时间因素(如季节、昼夜)和室内外空气的通风换气能力。一般情况下，早晨和晚上室内氡浓度高于白天。

一般情况下，天然放射性物质很难进入体内，但是空气中的氡气，却很容易随着人们的呼吸进入肺部，特别是支气管内，甚至随血液流动走向全身。氡-222 原子核发射的是粒子α，α粒子能量大，射程短，虽然粒子难以从体外对人体构成伤害，但进人体内在所经途径会破坏细胞结构，对体内细胞构成伤害。大约有(14-15)%的氡和(25-70)%氡子体会残留在肺中。1988年国际癌症研究机构将氡列为人类致癌物，世界卫生组织（WTO）也曾公布氡是19种人类重要致癌物质之一，是目前仅此于香烟引起人类肺癌的第二大元凶[1]。鉴于氡及其子体对人类健康的影响较大，准确测量及评价空气中氡的浓度具有十分重要的意义。

（2）RAD7工作原理与过程

RAD7的内部样品腔是一个0.7升的半球，内部涂层为电导体。在半球的中心是一个固态的、离子植入型平面硅α探测器。高压电源电路将内部导电器充电到2000到2500伏（相对于探测器）在整个腔体内形成一个电场，这个电场将正电粒子推向探测器。

在腔体中衰变的222Rn核留下了衰变后带正电的218Po粒子。腔体内的电场将这个带正电的离子赶向探测器并吸附在那里。当短寿命的218Po核在探测器活

性表面衰变时，其α粒子有50%的概率进入探测器，并产生强度与α粒子能量相称的电信号。相同的核素随后的衰变产生不被探测的β粒子，或者具有不同能量的α粒子。不同的同位素具有不同的α能量，能在探测器中产生不同的强度信号。探测器产生的输出信号，正比于218Po活度，正比于218Po的产生速率，正比于样品室内的222Rn浓度。当样品室内的氡浓度与室外空气中的氡浓度相同时，探测器单位时间输出的脉冲个数与空气中的氡浓度成比例。

图1 RAD7工作原理

三、实验仪器

（1）RAD7测氡仪（1340型.Durridge Co.）

（2）GPS

（3）温湿度计（冀州市耀华器械仪器厂）

（4）三杯风速风向仪（DEM6型，天津气象仪器厂）

四、实验步骤

（1）确定采样时间和地点

数据收集时间为2 h。

（2）测定氡浓度：

将RAD7仪器放于检定位置，插上电源，并开启电源，进行以下操作，进行氡浓度的测定：

①清洁探测器室

命令Menu Enter 4次→Enter →Enter

LCD显示Test Test

status

Test

purge

Stop

purge?No

Stop

purge?No

②收集数据

命令Menu Enter →Enter 1秒钟后

LCD显示Test Test

status Test

Start

Start

counting

RUCY Status Mode

hh:mm:ss Totcou

其中，RUCY是运行编号，RU运行序号，CY是循环序号；Status是仪器状

态；Mode是运行模式；hh:mm:ss是倒计时时间；Totcou是总计数。

③停止数据收集并存储数据

命令Menu Enter →Enter 1秒钟

后

Enter 2次→Enter

LCD显示Test Test

status Test

Stop

Stop

counting

Test Test

status

Test

save

④读出数据

命令Menu →Enter Enter Enter

LCD显示Test Data Data

Read Data

Read RU

RUCY XX.X±SSB

hh:mm dd-mmm-yy

其中，XX.X是大气氡浓度（Bq/m3），SS是其误差，B表示（Bq/m3）；hh:mm 是数据收集时间；dd-mmm-yy测度日期。

（3）测定温湿度、风速数据

每隔半小时测定一次风向、风速、气温和相对湿度，并做好记录。

五、实验结果及讨论

纬度：24°38′34.8″

经度：118°18′37.0″

地面状况：草地，临近学院大楼。采样点距离大楼外墙约3 m。

表1 环境条件记录表

序号风向风速

（m/s）

气温（℃）相对湿度时间（TT：MM）

1 正东0.85 26.8 58 10:55

2 正西0.90 26.

3 56 11:25

3 正北 1.50 25.8 56 11:55