[发明专利]一种利用表层土壤静态测量土壤潜势氡浓度的方法及装置

说明书

一种对表层土壤采样测量土壤潜势氡浓度的方法及装置，通过建立氡在土壤中运移与分布的微分方程，再利用闭环气路测量装置内氡浓度的变化规律建立变化规律算式，通过改变测量装置体积测出在不同体积下的测量装置内的氡浓度，计算得出氡的产生率A和土壤孔隙率η，从而得到土壤潜势氡浓度。本发明通过计算得出准确的氡产生率A和土壤孔隙率η，从而获得准确的土壤潜势氡浓度，采样测量过程及计算方法简单，降低了测量难度，节约了测量成本。

技术领域

本发明涉及一种辐射探测技术，特别是一种利用表层土壤静态测量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)，均匀土壤中，氡浓度随土壤深度的加深大致呈指数增加的趋势，最终达到最大值并趋于稳定，将土壤中潜在的最大氡浓度定义为土壤潜势氡浓度。各种不同地质类型的土壤基本都要在2～3m甚至更深处才能达到潜势氡浓度水平，与室内氡水平直接相关的正是土壤潜势氡浓度，因为房屋地基的混凝土覆盖到土壤表面后会形成氡的扩散垒，使浅层土壤氡浓度也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用于评价室内氡水平是不可靠的，真正需要测量的是土壤潜势氡浓度。

直接对土壤潜势氡浓度进行测量难度较大，需要打洞勘探测量，勘探洞的深度达到2～3m甚至更深，费时费力且不经济，因此需要建立一种快速获得土壤潜势氡浓度的方法，降低测量难度，节约测量成本。

公开号为CN103091472A的中国专利公开了一种采样测量表层土壤氡析出率获得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问题，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

本发明的目的是克服现有技术的上述不足，公开一种利用表层土壤静态测量土壤潜势氡浓度的方法及装置，本发明能够快速通过简单的计算方法得到较准确的土壤潜势氡浓度。本发明方法包括采样过程和测量计算过程，通过建立氡在土壤中运移与分布的微分方程，再利用闭环气路测量装置内氡浓度的变化规律，改变测量装置体积得到不同测量体积下测量装置内氡浓度的变化，计算得出氡的产生率A和土壤孔隙率η，再利用计算得出的氡的产生率A和土壤孔隙率η计算出土壤潜势氡浓度。本发明通过计算得出准确的氡产生率A和土壤孔隙率η，从而获得准确的土壤潜势氡浓度，采样测量过程及计算方法简单，降低了测量难度，节约了测量成本。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供一种利用表层土壤静态测量土壤潜势氡浓度的方法，其特征在于：包括采样过程和测量计算过程。

S1、采样过程：

利用通过螺纹连接有环刀手柄的体积为V的钢制环刀，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；

修整完成后，将取好样的环刀上端盖上滤膜，下端盖上密封盖；然后再通过螺纹连接环刀手柄组成土壤切割装置，土壤切割装置通过气路管道与测氡仪和气泵连接，组成一个闭环气路测量装置。