222Rn-220Rn子體連續(xù)測量方法的研究及儀器的研制.pdf

1、氡屬于天然產(chǎn)生的放射性惰性氣體，幾乎無處不在，是天然輻射照射的主要來源之一。222Rn與220Rn是氡的兩種常見同位素，有222Rn的地方幾乎就有220Rn。一直以來222Rn子體尤其是220Rn子體對環(huán)境的輻射劑量貢獻一直被低估，由于222Rn/220Rn子體是固體金屬顆粒與作為惰性氣體的222Rn/220Rn不一樣，被吸入后大部分將沉積在人體的肺部，導(dǎo)致222Rn/220Rn子體對人體有效當(dāng)量劑量的貢獻要遠大于222Rn/220Rn

2、。為了準確地評價環(huán)境中尤其是高釷本底地區(qū)、稀土生產(chǎn)廠房等特殊環(huán)境222Rn/220Rn及其子體所致劑量與危害，需要高質(zhì)量地估算222Rn/220Rn及其子體所致劑量，就必須要進行222Rn/220Rn及其子體暴露量的監(jiān)測。因此需關(guān)注222Rn/220Rn子體水平的快速、連續(xù)測量方法與測量裝置。
　　目前常用的222Rn/220Rn子體水平測量裝置（如加拿大的WLx、德國的LCD-BWLM、EQF3200），能通過測量一定時間內(nèi)的α

3、計數(shù)，根據(jù)222Rn/220Rn與其子體之間平衡關(guān)系連續(xù)給出測量環(huán)境222Rn、220Rn平衡當(dāng)量濃度（EEC）或潛能（PAEC），以及222Rn的三個短壽命子體RaA(218Po)、RaB(214Pb)、RaC(214Bi)的活度濃度。因222Rn/220Rn與其子體之間（尤其是220Rn與220Rn子體之間）的平衡關(guān)系會隨環(huán)境氣溶膠水平和氣候氣象參數(shù)的變化而變化，顯然通過直接測量222Rn/220Rn子體活度濃度來評價測量環(huán)境中22

4、2Rn/220Rn子體所致劑量更準確、更具劑量學(xué)意義。本文系統(tǒng)調(diào)研了目前222Rn/220Rn子體的測量方法，基于α能譜法建立了一種無需頻繁更換濾膜的222Rn/220Rn子體連續(xù)測量方法。在此基礎(chǔ)上分析了影響連續(xù)測量儀測量準確度的各種因素，提出了高性能222Rn/220Rn子體連續(xù)測量儀的設(shè)計方案，解決了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)問題，最終研制成功222Rn/220Rn子體連續(xù)測量儀，并完成了相關(guān)測試、刻度與初步應(yīng)用。主要內(nèi)容包括：
　　（1

5、）引入子體的累積活度函數(shù)，根據(jù)描述222Rn/220Rn子體富集、衰變過程的貝特曼衰變方程。建立了基于α能譜方法的222Rn/220Rn子體連續(xù)測量方法（一張濾膜工作7天左右）。
　?。?）通過理論分析與實驗研究解決了影響連續(xù)測量方法測量準確度與可靠性的三個關(guān)鍵技術(shù)問題，包括：可調(diào)控220Rn子體測量環(huán)境的實現(xiàn)、α放射性氣溶膠的沉積對濾膜自吸收的影響、混合222Rn、220Rn子體α能譜重疊因子的確定。
　?。?）開展了連續(xù)

6、測量方法在純220Rn子體環(huán)境、混合222Rn、220Rn子體環(huán)境與參考方法的對比實驗研究以及連續(xù)測量方法前次測量對當(dāng)次測量影響的實驗研究，結(jié)果表明：應(yīng)用連續(xù)測量方法測量222Rn/220Rn子體有較高的準確度與可靠性，當(dāng)220Rn子體水平低至100 Bq/m3左右時，方法的不確定度控制在5％以內(nèi)；引入累積活度函數(shù)來消除此前測量收集的222Rn/220Rn子體對當(dāng)次測量影響的方法是合理可行的，并未導(dǎo)致明顯的誤差傳遞。
　　（4）在

7、解決關(guān)鍵技術(shù)問題的基礎(chǔ)上，完成了儀器總體設(shè)計、機械設(shè)計加工、電路測控系統(tǒng)研制、軟件設(shè)計與編譯、儀器各項性能測試與探測效率刻度六項工作。研制了222Rn/220Rn子體連續(xù)測量儀。
　?。?）開展了純222Rn子體與室內(nèi)兩種測量環(huán)境連續(xù)測量儀的初步應(yīng)用研究。連續(xù)測量儀在兩種測量環(huán)境下的應(yīng)用測試結(jié)果符合222Rn室內(nèi)222Rn子體以及室內(nèi)222Rn/220Rn子體的分布特征與變化規(guī)律。檢驗了連續(xù)測量儀的長期工作的穩(wěn)定性與可靠性，達到了