[发明专利]地下工程原位测定氡扩散系数和可运移氡产生率的方法

说明书

本发明公开了一种地下工程原位测定氡扩散系数和可运移氡产生率的方法，该测试方法包括以下步骤：在地下工程的岩壁表面打两个半径不同的孔；在两个孔的孔内均填充两段密封材料，使孔壁与两段密封材料围成一个圆柱形的空腔，该空腔为集氡室，用于收集从孔壁渗出析出的氡；用管道将测氡装置与集氡室连通，待集氡室内氡浓度恒定时，分别测得两个集氡室内的氡浓度；根据相关方程计算出氡扩散系数D和可运移氡产生率α。采用本发明的方法可以在原位的情况下，快速计算出氡扩散系数，并确定可运移氡产生率，方法简单容易操作，减少了测量的时间和运输成本。

技术领域

本发明涉及一种地下工程原位测定氡扩散系数和可运移氡产生率的方法，属于核辐射测量技术领域。

背景技术

氡是一种惰性放射气体，其无色无味，广泛存在于岩石、土壤和地下水中。国际卫生组织(WHO)将氡列为19种主要的环境致癌物质，氡析出率是评价射气介质释放氡能力的物理量，合理科学测量氡析出率及析出规律是国内外学者研究热点。随着世界经济的快速发展，人类对于矿物资源的使用日益增长，大量的矿物资源开采需要很多人员劳作，人工开采时地下矿井内的氡浓度将直接影响人员的生命安全，所以对矿井内氡浓度的测量、防护和控制是极其重要的事情。

氡的扩散系数大小直接影响了氡在射气介质中的扩散能力。可运移氡产生率是表示可以自由运移的氡产生率，要直接计算这个量要知道射气介质密度、天然铀含量、铀镭平衡系数和射气系数这四个难以直接测量和计算的参数。为此，本发明提出原位测定氡扩散系数和可运移氡产生率的方法，通过本发明所提出的方法可以快速的确定氡扩散系数，进而得出可运移氡产生率。

发明内容

本发明的目的是克服现有上述技术上的不足，提供一种原位测定氡扩散系数和可运移氡产生率的方法。

本发明的技术方案是，提供一种地下工程原位测定氡扩散系数的方法，该测试方法包括以下步骤：

(1)在地下工程的岩壁表面打两个半径不同的孔，孔一的半径为r₁，孔二的半径为r₂；

(2)在两个孔的孔内均填充两段密封材料，使孔壁与两段密封材料围成一个圆柱形的空腔，该空腔为集氡室，用于收集从孔壁(即圆柱形空腔的侧面)渗出析出的氡；圆柱形的空腔的两端为密封材料，不考虑析氡；

(3)用管道将测氡装置与集氡室连通，待集氡室内氡浓度恒定时，分别测得两个集氡室内的氡浓度为C₁和C₂；

(4)根据以下方程计算出氡扩散系数D：

其中，λ为氡的衰变常数，K₀为第二种零阶的虚宗量的贝塞尔函数；K₁为第二种一阶虚宗量的贝塞尔函数；η为岩石的孔隙度。

优选地，r₁＝0.06-0.08m；r₂＝0.09-0.16m。

优选地，r₂为r₁的1.5-2倍。

优选地，所述密封材料为混凝土。

优选地，通过浸泡称重法算出岩石的孔隙度η。

优选地，利用闪烁室法测量集氡室内的氡浓度。

优选地，在测氡装置与集氡室之间的管道上设有阀门。

优选地，集氡室的长度为1.0-1.5m。

本发明还提供一种地下工程原位测定可运移氡产生率的方法，将上述方法获得的氡扩散系数D代入中，得到可运移氡产生率α。