[发明专利]一种静电收集法测量土壤潜势氡浓度的方法及装置

说明书

本发明提供一种利用静电收集测氡仪对表层土壤采样测量得到土壤潜势氡浓度的方法及装置，该方法包括采样过程和测量计算过程，能够通过简单的计算方法快速得到准确的土壤潜势氡浓度。通过密封盖封闭测量系统，组成闭环气路测量装置，提高测量的准确性；对采样的土壤的氡的产生率及土壤孔隙率进行测量时，考虑氡的衰变、泄漏和反扩散效应，采用静电收集测氡仪，通过Po‑218的浓度反推氡的浓度，运用非线性拟合算法快速计算得到准确的土壤氡的产生率及土壤孔隙率，无需等测量装置内氡浓度稳定，节省了测量时间。

技术领域

本发明涉及一种核辐射探测技术，特别是一种利用静电收集测氡仪对表层土壤采样测量得到土壤潜势氡浓度的方法及装置。

背景技术

岩石和土壤中含有天然放射性元素铀(镭),母体元素铀(镭)经衰变后,产生放射性氡气。化学元素氡又称之为氭，是一种化学元素。氡通常的单质形态是氡气，为无色、无嗅、无味的惰性气体，具有放射性。当人吸入体内后，氡发生衰变的阿尔法粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌。

土壤氡浓度与低层建筑室内氡水平以及地下建筑氡水平息息相关，在设计和施工以前，对土壤氡浓度进行测量和评价，避免房屋建在含放射性镭等的地基上，这是降低氡及其子体潜在危害的最有效措施。与室内氡水平直接相关的是土壤潜势氡浓度(土壤中潜在的最大氡浓度)，各种不同地质类型的土壤基本都要在2m甚至更深处才能达到潜势氡浓度水平。然而，目前土壤氡浓度的测量深度一般在0.5～0.8m之间，这个深度的土壤氡浓度远低于土壤潜势氡浓度。直接对土壤潜势氡浓度进行测量，需要打洞2～3m才能直接测量，测量非常困难。需要一种对表层土壤采样测量获得土壤潜势氡浓度的方法。

公开号为CN103885078B的中国专利文献公开了一种对表层土壤采样测量得到土壤潜势氡浓度的方法及装置，其采用环形土壤切割装置、气泵和测氡仪组成测量装置，利用测量装置测量土壤中氡的产生率，从而计算得到潜势氡浓度。但是该方法还是存在一些问题：使用测氡仪测量土壤中氡的产生率时，没有考虑泄漏和反扩散效应；此外，按照这种方案的计算方法，其中的重要数据土壤孔隙度η采用土壤的类型查表近似得到或者带回实验室进行测量，其数值准确性不高，会导致获得的数据误差较大，不能够准确的获得土壤潜势氡浓度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种利用静电收集测氡仪对表层土壤采样测量得到土壤潜势氡浓度的方法及装置，该方法包括采样过程和测量计算过程，能够通过简单的计算方法快速得到准确的土壤潜势氡浓度。本发明通过密封盖组建闭环式测量系统；利用氡在土壤中运移与分布以及闭环气路测量装置内氡浓度的变化规律计算得出准确的氡产生率A和土壤孔隙率η，对采样的土壤的氡的产生率及土壤孔隙率进行计算时，考虑氡的衰变、泄漏和反扩散效应，采用静电收集测氡仪，通过Po-218的浓度反推氡的浓度，提高了计算的准确性，运用非线性拟合算法，无需等测量装置内氡浓度稳定，即可快速计算得到准确土壤氡的产生率及土壤孔隙率，节省了测量时间。本发明采样测量过程及计算方法简单，考虑了影响测量结果的各个因素，提高了测量准确性。

本发明的具体技术方案为：

一种静电收集法测量土壤潜势氡浓度的方法，它包括采样过程和测量计算过程。

S1、采样过程：

利用通过螺纹连接好环刀手柄、体积为V的钢制环刀(见图1)，切割自然状态的土壤，使土样充满其中。不可左右摇动，以使土壤自然结构不被破坏，直到环刀全部压入土中。然后用小铲将环刀从土中挖出，取下手柄，并用小刀仔细沿环刀两端边缘修整削平，切除多余的土壤。取好样的环刀上端盖上滤膜，下端盖上密封盖，然后再连接环刀手柄。该组件与其他部件组成一个闭环气路测量系统(见图3)。环刀手柄的结构如图2所示，其与环刀连接后可作为把手易于采样，在环刀手柄上设置有环形开口腔，当组合成测量系统后，其与环刀内采样的土壤间有较大的空隙，使得气流能均匀通过土壤，将土壤中的氡通过气流均匀带出来，提高测量的准确性。

S2、测量计算过程：