闪烁法测氡仪校准与标定探究

０ ０ ３ ． ５ ５ ０ ０ １ ． ５ ０
３ ３ ． ４ ３ ３ ． １
６ ． ２ ６ ６ ． ３ ６
０ ０Ｉ ７ ． ９ ０ Ｏ１ ３ ． ９
０ ０ ３ ． ５ ４ ０ ０５ Ｏ ． ２
平 均值 标 准 偏差
３ ３ ．９ ２３ ．
６ ． ３８ ３９ ．
０ ０ ９ ．１６
１ 中 国北 京 １ ０ ２ ） ０ ０ ９中 国 地震 灾 害 防御 中 心 ２ 中 国北 京 １ ０ １ 中国 计 量 科 学 研 究 院 ） ００３
摘 要 以 Ｓ －Ａ 型 数 字 化 测 氡 仪 的校 准 和 标 定 实 验 数 据 为依 据 ， 体 分 析 使 用 标 准 氡 室 的 方 法 进 Ｄ３ 具 行 校 准 和 使 用 固 体 氡 源 标 定 的 区 别 ， 细 阐 述 两 种 方 法 对 仪 器 比例 因 子 进 行 修 正 的差 异 和 原 因 ， 详 对 闪 烁 法 测 氡 仪 常 数 的校 准 提 出建 议 性 方 法 。
关 键 词 闪 烁 法 测 氡 仪 ； 准 ； 准 因 子 ； 定 ； 准 氡 室 校 校 标 标
０ 引 言
氡 可溶 于水 ， 溶解 度 的大小 与水 的温度 、 力 、 压 矿化 度 相 关 ； 同时氡 可 被岩 石 、 壤 颗粒 表 土
面吸 附与解 附 。在地 壳孕育 地震 过程 中 ， 土层 或含水 层 受到较 强力 的作 用时 ， 土空 隙 中 自 岩 岩 由氡含 量或 地下 水 中溶 解氡 的含量 将 发生 显著 变 化 ， 至 出现地 下 水 中溶 解 氡 的 过饱 和 而逸 甚
１ ．１ ０ １ ． １６ １ ．１ １
１． １９
０ ０ ７ ． ４ ２
０ ０５ ４ ． ４ ０ ０ ７ ． ４ ７
平 均 值 标 准 偏 差
０ ５ ７ ． ６
４ ６ ．
７９ ． ％
表 ２ 测 氡 仪在 浓 度 为 ２ ６ Ｂ ・ － 时 的校 准 数 据 ．５ｋ ｑ ｉ ３ ｎ
第 ３ ３卷 第 ３ ４期 ／ ２１ ０ ２年 ６月
地 震 地 磁 观 测 与 研 究
ＳＥＩ Ｍ ０ Ｌ０ ＧＩ Ｓ ＣＡ Ｌ ＮＤ Ｅ０Ｍ Ａ Ｇ ＮＥＴＩ Ａ Ｇ Ｃ Ｏ ＢＳＥＲＶ Ａ Ｔ１ ０Ｎ ＮＤ Ａ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｖｏ ． ３ Ｎｏ ３ ４ １３ ． ／ Ｊ ｎ ２ １ ｕ ． ０２
０ ０３ ． ５０
２ ４ 校 准 结 果 的 不 确 定 度 分 析 ．
（） １ 分析 校准 因子校 准结 果 的不确定 度 分量 （ 确 定 度来 源 ） 不 。形 成 仪 器校 准 结果 的不 确
定 度来 源有很 多 方面 ， 在本例 中主要从 输入 量 的不确 定 度 分量 及 参 与校 准 的设 备 所 引入 的不 确 定度 分量 进行 统计计 算 。①输 入量一 标准 源 的不确 定 度所 引 入 的不确 定 度分 量 ， 于本 由 仪 器 的校准 是在 同一 条件 下对 同样 的样 品进 行 多 次重 复 测 量 ， 该分 量 可 以 由统 计 求得 。在 此
助气 路 系统等 组成 。该 装置 可 以根据 检定 或校 准需要 ， 控 到一个 或几个 恒 定氡浓 度 ， 调 并通 过
标 准氡计 量仪 给 出实验 舱 内的氡 浓度 值 ， 为 检 定／ 准 用 标 准氡 浓 度 值 ， 作 校 被检 定 或 校 准仪 器 取样 测量 恒定 浓度 的氡 气 ， 给 出测量 结果 （ 数率 或直 接给 出氡 浓度 ） 并 计 。 本实 验使 用 中国计量 科 学研究 院氡 测量 仪 检定 装 置 ， 氡 浓度 校 准 与 测量 能 力 通过 亚 太 其 计量 规划 合作 组织 的 同行 评 审 ， 在 国际计 量局 （ Ｉ Ｍ） 并 Ｂ Ｐ 的官方 网站上公 布 。检定 和校 准资 格 获得 国家 质量 监督 检验 总局 授 权 。计 量标 准 证 书 号 ：２ ０ ］国量 标 计证 字 第 ０ ８号 ； 值 传 ［０ ７ ９ 量
准氡室样气 系统 ， 设定测量程 序 ， 当连接 管路和仪器采 样舱室 内充 满浓度 恒定 的氡气 时记 录测 量
结果 。具体操 作参照 ＪＧ ８ ５ １ ９ Ｊ ２ — ９ ３测氡仪 检定规程 规定 的氡测量 仪检定方法 。
２ ３ 校 准 数 据 及 结 果 ．
仪 器设 置在 连续 采样 测量 模式 ， 出为测 量 时 间段 内的平 均 计 数率 （ ｎ ） 仪器 本 底 测 输 ｍｉ ； 量结果 ： ． （ 数 ・ ｉ ） 相 对 偏 差 ： １ ３ 。仪 器 在 ０ ５ ０ ｋ ｑ ｍ＿ 、 ． ６ｋ ｑ ｍ 和 ７４计 ａ ｒｎ ， ３． ． ７ Ｂ ・ ２ ５ Ｂ ・ ３ ３ Ｂ ・ 量 级浓 度 响应 校 准 。在校 准 过程 中对 每 个浓 度 段 的样 气 进行 单 次 进 样 单 次测 ． ９ｋ ｑ ｒ ｎ 量操作 。相 关测 量数 据与 处理 结果 见表 １ 表 ３ 一 。在实 施校 准活 动 时符合 规范 或规 程 （ 国家技
Ｔａ ｌ Ｃａ ｉ ｒ ｉ ｎ ｄ ｔ ｄ ｔ ｃ ｏ ｔ ａ ｃ ｎｃ ｎｔ ａ ｉ ｎ ｏｆ ２ ６５ ｋＢｑ・ 一 ｂ ｅ２ ｌ ｂ ａｔｏ ａ ａ ｏｆ Ｒａ ｏｎ ｄｅ ｅ ｔ ｒ ａ ｏ ｅ ｒ ｔ ｏ ． ｍ
标 准值 ／ Ｂ ・ｌ ｋ ｑｒ ｌ
的评 定方 法 ， 各浓 度点计 数标 准差 的均值 ： 一（ ． ％＋３ ９ ＋３ ９ ） —４ ６ ； 标 准 取 ７９ ． ． ÷３ ． ③
２ ６ ．８
计 数 ／ ｉ一 ａ ｒ ｎ
４ ． ９ ６ ５１ ６ ． ４ ． ９ ６ ５ ． ０ ６
Ｋ 值 ／ ｑ ｒｉ一 Ｂ ・ ｎ ａ
打 印参 数 ／ Ｂ ・ Ｉ ・ｒｉ ｋ ｑ Ｉ一 ａ ｎ Ｔ
０ ０ ４ ． ５ ０ Ｏ Ｏ １ ． ５ ７ ０ ０ ２ ． ５ ０ ０ ０ ４ ． ５ ０ ０ Ｏ ３１ ． ５
３ ４４ ．
３ ３ ． ５ ３ ５ ． ０
计数／ ｎ ｍｉ一
６ ． １ ６
６ ． ２ ６ ６ ． ８ ６
Ｋ 值 ／ ｑ ｍｉ一 Ｂ ・ ｎ
０ ０ ０ ． ２ ７
０． ９ Ｏ１ ８ ０ ０Ｉ ９ ． ８
打 印 参 数 （ Ｂ ・ ｋ ｑ ｍ ／ ｎ ） ｍｉ
０ ０ ５ ． ５ ８
闪 烁法 测 氡 仪 概 况
闪烁 法测氡 仪长 期应 用于 地震监 测 现场 ， 核 心装 置 是氡 探 测 器 。该类 仪 器 的探 测 器 由 其 Ｚ Ｓ Ａｇ ｎ （ ）闪烁 室 和光 电探 测装 置 构 成 。样 气 进人 闪烁 室 后 ， 放 出 大量 粒 子 ， 子 攻 击 释 ａ粒
递范 围 ： 国。 全
２ ２ 校 准 方 法 ．
本底 测量 ： 由于仪器 长期 未测量 ， 外界 氡 干扰 ， 器设 置在 测量 模式 ， 无 仪 对环 境样 气直 接 测
量获 得仪 器本底 （ 位 ： ｉ ） 单 ａ ｒｎ 。 校准 因子 ： 本仪 器校准点选 取在 ３ 个不 同氡浓 度点 上进行 。将 Ｓ －Ａ 自动测 氡仪 连接 到标 Ｄ３
标准值／Ｂ ・ ｋ ｑｍ
０ ５ ８ ． ４
０ ５ ４ ． ４ ０ ５ ６ ． ５ ０ ５ ８ ． ４ ０ ６ ４ ． ０
Ｓ￣／ ｉ ｔ ｍｎ
１ ．１ ４
１． ２ ６
Ｋ值／ ｑｒｎ Ｂ ・ ｉ一 ａ
打印参数 ／Ｂ ・ 一 ・ ｉ ｋ ｑｍ ３ｒｎ ａ
０ Ｏ ７ ． ３ ３ ０ ０ ３ ． ４ ２ Ｏ Ｏ５ ． ５
Ｔａ ｌ Ｃａｌ ａｔｏ ａ ａ ｏ ｄｏ ｅｅ ｔ ｒａｔａ ｃ ｎｃ ｎｔａ ｉ ｎ ｏ ３９ ｋＢｑ・ｎ一 ｂ ｅ３ ｉ ｂｒ ｉ ｎ ｄ ｔ ｆＲａ ｎ ｄ ｔｃ ｏ ｏ ｅ ｒ ｔｏ ｆ３． ｉ
标 准值 ／ Ｂ ・１ 。 ｋ ｑ １一 ２
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １０ －２ ６ ２ １ ． ３ ０ ． １ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ． ０ ３３ ４ ． ０ ２ ０ ／ ４ ０ ８ ｓ
闪 烁 法 测 氡 仪 校 准 与 标 定 探 究
卢 海 燕
张 周 术
梁 琚 成 ’
王 宗 平 蔡 莉 Ｄ 杨 振 宇 Ｄ ’
第 ３４期 ／
卢 海 燕 等 ： 烁 法 测 氡 仪 校 准 与标 定 探 究 闪
进 行校 准是 使用标 准 源来 获得计 数 与氡 浓度 的 比值 ， 即仪器 的 Ｋ 值 。
２ 标 准 氡 室 校 准
２ １ 标 准 氡 室 校 准 方 法 ．
标 准氡 室检定 装 置 由氡 射气 源 、 浓度 调 控 系统 、 验 舱 、 准氡 计 量 仪 以及 仪 器 取样 辅 氡 实 标
０ ０ ３ ． ５ ０
２ ６ ． ７ ２ ５ ．８ ２ ７ ． ３
２ ５ ．８
４ ． ８ ６
５ ０
平 均 值 标 准 偏 差
２ ６ ． ５ ２４ ．
３９ ． ％
９ ８
地Biblioteka Baidu
震
地
磁
观
测
与
研
究
表 ３ 测 氡 仪 在 浓 度 为 ３ ３ Ｂ ・ 时 的校 准 数 据 ． ９ ｋ ｑ ｍ
取各浓 度 点标准 差 的均值 ： 一 （ ． ＋２ ４ ＋２ ３ ） ＝ ３ １ ； ４６ ．％ ． ÷３＝ ． ②被 校 准 仪器 计 数 引入 ＝ 的不确 定度 分量 ， 浓度 点 的计 数实 验标 准 差 由 贝塞 尔公 式 求 得 ， 此采 用 Ａ 类 不 确 定度 各 在
出现象 。因此 ， 续观 测地 下水 中溶解 氡 与逸 出氡 及 岩土 空隙 中 自由氡 浓 度 的变 化 ， 连 目前 是作 为捕 捉地 震孕 育与发 生前 兆异 常信息 的一 种常 用技术 手 段 。 闪烁法测氡 仪作为监测地下 流体 中氡浓 度 的变化 常用 监测设 备 ， 测量 的准 确性 将直接 影 其 响对地下 流体化学场变 化的分析 和判断 。按照 我 国质 量监 督管 理机 构对量 值 的管理 ， 通过对 仪 器定期 的检定或校准来 保证量值 的统一 可靠 ； 目前用 于地震监测 的测氡仪 ， 而 使用标 准源定 期对 仪器 进行 标定来 实现测 量值准确 。依照标 准氡 室法 和氡气 源法 ， 同一 台测 氡 仪通过 具体 校准 对 和标定 实验 ， 并通过对 实验结果进 行分 析 ， 阐述 闪烁 法测氡 仪 Ｋ 值 校 准 的可靠 、 学 的方 法 ； 科 为 地震 监测 中使用 的测氡仪量值溯 源传递体 系的建立提供科学依 据 。
术 监督 局 ，９ ３ 。 １ ９ ）
表 １ 测 氡 仪在 浓 度 为 ０ ５ ０ｋ ｑ・ ． ７ Ｂ ｍ 时 的 校 准 数 据
Ｔａ ｌ Ｃａｌｂ ａｉ ｎ ａｔ ｄ ｎ ｔ ｃｏｒａ ｏ ｅ ｒ ｔｏｎ ｏ ５７ Ｂｑ・ｎ一。 ｂｅ１ ｉ ｒ ｔｏ ｄ ａ ｏｆＲａ ｏ ｄｅｅ ｔ ｔａ ｃ ｎｃ ｎｔａ ｉ ｆ０． ０ ｋ ｉ
Ｚ Ｓ Ａｇ 屏 ， 其释 放 出发光持 续 时间 为 １ ｓ 光谱 最强 波长 为 ４ ０ｉ 的脉 冲光 。脉 冲光通 ｎ（ ） 使 ０ ， ５ ｍ ｌ 过 光 电探 测装 置形 成 电脉 冲信 号 ， 通过 对脉 冲信 号 计 数来 获 得所 测 氡气 的浓 度值 。对测 氡 仪
作者简介 ： 海燕（９５ ）女 ， 京人 ， 级工程师 ， 卢 １ ６一 ， 北 高 工学 学 士 ， 期 从 事 地 震 前 兆仪 器 研 发 和 地 震 计 量 技 术 研 究 工 长 作 ， 要 研 究 方 向 ： 试 技术 主 测 基 金 项 目 ： 震 行 业 科研 专 项 （０ ７ ８ ４ ） 地 ２ ０ ｏ ｏ ｏ 本 文 收 到 日期 ：０ 卜１—６ ２ １ ２２