[发明专利]一种氡扩散系数的测量系统及方法

说明书

本发明公开一种氡扩散系数的测量系统及方法，测量系统包括空心管、氡源、网隔、若干气阀和活性炭探测器；所述空心管的一端封口，一端开口，开口处设有可开启的密封盖，空心管内设有网隔，所述氡源放置在网隔的一侧并位于空心管封口的一端，在网隔的另一侧空心管的管壁上沿轴向安装有若干个气阀，每个气阀连接有一个活性炭探测器。本发明结构简单，通过氡在圆形管内介质中扩散，在不同位置点检测氡气在介质中的扩散分布，采用负指数函数拟合的方法计算氡在该介质中的扩散系数。

技术领域

本发明涉及放射性测量技术领域，特别是涉及一种氡扩散系数的测量系统及方法。

背景技术

氡气是一种示踪剂，它能够指示地下矿床、地质构造、地震等等，因此氡气测量广泛应用于矿产地质、水文地质、工程地质、灾害地质、环境地质等方面。氡气的放射性对人体的健康是有害的，氡气作为自然放射物存在于土壤、砖、水泥、花岗岩等主要的建筑装修材料中，被认为是仅次于吸烟的第二大致癌因素，世界卫生组织已将氡列为使人致癌的19种最主要的物质之一。氡气的扩散系数是描述氡气运移能力的一个物理量，是决定氡气测量探测距离的重要参数，也是描述防氡材料防氡效果的核心性能指标，因此，氡扩散系数的测量有广泛的应用需求。

目前，氡扩散系数一般采用测量氡气通过介质前后氡气的浓度变化来计算扩散系数，氡气浓度的测量一般需要连续抽气，从而引起气体在介质中对流（非静态），影响测量结果。另外，仅仅通过2个测量值来计算扩散系统，存在更大的不确定性和不稳定性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种氡扩散系数的测量系统及方法，可以保证氡气在基本静态的条件下在介质中扩散，且通过测量5个氡浓度值，采用拟合的方法计算扩散系统，所得到的结果更加稳定可靠。

为实现上述目的，本发明提供一种氡扩散系数的测量系统，包括空心管、氡源、网隔、若干气阀和活性炭探测器；所述空心管的一端封口，一端开口，开口处设有可开启的密封盖，空心管内设有网隔，所述氡源放置在网隔的一侧并位于空心管封口的一端，在网隔的另一侧空心管的管壁上沿轴向安装有若干个气阀，每个气阀连接有一个活性炭探测器。

进一步地，所述空心管为PVC管。

进一步地，所述氡源为铀矿石。

进一步地，气阀数量优选为5个。

基于上述测量系统的测量方法，包括：

步骤S1：检查测量系统各连接点的气密性，包括密封盖、气阀、气阀与空心管的连接处、活性炭探测器与气阀的连接处；

步骤S2：将待测介质充填并水平放置空心管，然后用密封盖密封；

步骤S3：分别将活性炭探测器与气阀连接，待全部连接成功后，依次打开气阀；

步骤S4：在恒温条件下静置40日；

步骤S5：关闭气阀，待2h后分别取下活性炭探测器进行测量氡浓度值，并记录每个活性炭探测器的起始测量时间；

步骤S6：对测量结果进行预处理、衰减校正；

步骤S7：采用负指数函数拟合的方法计算氡气在待测介质中的扩散系数。

进一步地，所述空心管为PVC管。

进一步地，所述氡源为铀矿石。

进一步地，气阀数量优选为5个。

进一步地，所述步骤S7具体包括：

步骤S71：假设5个活性炭探测器的氡计数分别为N1、N2、N3、N4、N5，距离氡源的距离分别为x1、x2、x3、x4、x5，氡的衰变常数为λ；