[发明专利]任意调节氡析出率及有效衰变常数的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种核辐射模拟方法和装置，特别是一种模拟氡析出的方法和装置。

背景技术

空气环境中氡主要来自于土壤等介质表面的析出，测量介质表面氡析出率的方法和仪器有多种。由于土壤等介质表面的氡析出率随环境的温、湿度和气压的变化有较大的变化，因此，检验测量介质表面氡析出率的方法和仪器的准确性和可靠性，就需要不受环境的温、湿度和气压变化的氡析出率标准装置。

现有的氡析出率标准装置10如附图11所示，包括圆锥形筒体10-1、泡沫塑料板10-2、石膏板10-3及支架10-5，圆锥形筒体10-1固定在支架10-5上，作为析出介质的泡沫塑料板10-2及石膏板10-3固定安装在圆锥形筒体10-1的开口端，圆锥形筒体10-1内放有一个高射气系数固体氡源10-4，从而在圆锥形筒体10-1内聚集了较高的氡浓度。为了能保证氡析出率的稳定性和均匀性，同时又能模拟现实情况，石膏板10-3的孔隙度与土壤或尾沙接近，它不易吸湿，含镭量可以忽略，避免了对氡析出稳定性的影响；泡沫塑料板10-2只有微细的连通孔隙，其有效扩散系数及透气性（渗流）均较石膏板低很多，这就使圆锥形筒体10-1内保持较高氡浓度，又少受环境气压波动的影响。

使用时，将现有测量装置中一面开口的集氡罩8罩在氡析出率标准装置10上进行测量，其测量过程如附图12所示，所述的现有测量装置由开口的集氡罩8、测量室2、二次仪表3、过滤器4、干燥管5及泵6组成，开口的集氡罩8通过管道与泵6的进气端连接，泵6的出气端通过管道与干燥管5的一端连接，干燥管5的另一端通过管道与过滤器4的一端连接，过滤器4的另一端通过管道与测量室2的进气端连接，测量室2的出气端通过管道与开口的集氡罩8连接，测量室2内的半导体探测器2-1通过导线与二次仪表3连接。

常用的氡析出率测量过程是：将一面开口的集氡罩8扣在待测介质表面11上，其测量过程如附图13所示，由于介质内的氡原子在扩散与渗流作用下，逸出表面进入集氡罩8，导致集氡罩8内氡浓度变化。泵6一直以恒定流速将集氡罩8内的氡通过干燥管5和过滤器4滤出子体后泵入测量室2内，流速0.5-15升/分钟，使得测量室2内的氡浓度与集氡罩8内的氡浓度平衡。 

由于泵6的流率较大，测量室2内的氡浓度与集氡罩8内的氡浓度相等，测量室2内的氡浓度C为：

                                              (1)

                                            (2)

  J为被测介质表面氡析出率；S为集氡罩8的底面积；V为集氡罩8空间体积；为有效衰变常数，包括氡的衰变常数，集氡罩内氡的泄漏系数和反扩散系数； t为集氡的时间。

     式（1）的解为：

                                (3)

为环境氡浓度，由多个测量周期测量得到的集氡罩8内氡浓度变化规律就可以通过线性或非线性拟合得到氡析出率。

也可以将待测介质12装入密闭的集氡罩9内来实现上述测量，其测量过程如附图14所示。

在氡析出率标准装置上检验测量介质表面氡析出率的方法和仪器的准确性和可靠性，仅仅在某个特定的氡析出率及有效衰变常数条件下进行比对，是不够充分的，需要能够任意调节氡析出率及有效衰变常数的方法。

目前的氡析出率标准装置采用的是扩散式固体氡源，氡的析出基本不受环境温、湿度及气压变化的影响。从式（2）可以看出，当反扩散效应非常小时，就能通过调节泄露率来调节有效衰变常数，对于固体氡源，能够不考虑反扩散效应。

但现有的氡析出率标准装置10存在一个问题，由于石膏板10-3的孔隙度和泡沫塑料板10-2上的孔隙是固定的，因此氡析出率标准装置10的氡析出率及有效衰变常数不能任意调整。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种任意调节氡析出率及有效衰变常数的方法及装置，用于检验其他测量介质表面氡析出率的方法及仪器的准确性和可靠性。

本发明的技术方案是：一种任意调节氡析出率及有效衰变常数的方法，测量过程中，将固体氡源放置在调节装置的面板上，将现有测量装置中的开口集氡罩扣在调节装置的面板上，调节装置的面板上设有复数个小孔，通过控制小孔的开、闭来调节有效衰变常数，通过使用不同源强的固体氡源来调节氡析出率。设调节装置的面板上的个小孔为N个，孔径为0.1mm-1mm，每个小孔的泄露系数为，如有n 个小孔被封堵，则有效衰变常数为：