[发明专利]一种确定多孔射气介质中自由220

权利要求书

1.一种确定多孔射气介质中自由²²⁰Rn迁移参数的装置，其特征在于，包括集气系统、测量系统和计算单元，其中，

集气系统包括两个集气罐(3)，其中两个集气罐(3)为高度不同的高罐(303)和低罐(304)；

所述测量系统包括土壤水分仪(1)、流量计(5)、干燥管(6)、过滤器(7)、计算单元和带有集气罩的²²⁰Rn测定仪(8)；其中，

土壤水分仪(1)设于集气罐(3)底部且用于测量设于集气罐(3)内的介质(9)的体积含水率θ；

集气罐(3)内腔顶部、流量计(5)、干燥管(6)、过滤器(7)、²²⁰Rn测定仪(8)、集气罐(3)内腔顶部依次相连通并形成循环回路；

计算单元：用于求解下述方程组得到介质(9)中自由²²⁰Rn的产生率G及有效扩散系数D：

其中，H₁为高罐(303)的高度，H₂为低罐(304)的高度；C₂₂₀(H₁)为稳态下高罐(303)内腔上部空气的²²⁰Rn浓度，C₂₂₀(H₂)为稳态下低罐(304)内腔上部空气的²²⁰Rn浓度；λ为²²⁰Rn衰变常数；β＝(1-m+Lm)ε，m为介质(9)的含水饱和度且ε为介质(9)的孔隙率，L为²²⁰Rn在水相和气相间的分配系数；h为集气罐(3)内介质(9)的高度；n为集气罐(3)内腔上部空气²²⁰Rn浓度与²²⁰Rn测定仪(8)测量得到的²²⁰Rn浓度之间的比值；q为流量计(5)测得的气流量；A为集气罐(3)内介质(9)的表面积。

2.如权利要求1所述的确定多孔射气介质中自由²²⁰Rn迁移参数的装置，其特征在于，所述土壤水分仪(1)为HH2型土壤湿度计。

3.如权利要求1所述的确定多孔射气介质中自由²²⁰Rn迁移参数的装置，其特征在于，集气罐(3)内腔顶部与流量计(5)之间、流量计(5)与干燥管(6)之间、干燥管(6)与过滤器(7)之间、过滤器(7)与²²⁰Rn测定仪(8)之间、²²⁰Rn测定仪(8)与集气罐(3)内腔顶部之间各通过一软管相连通。

4.如权利要求3所述的确定多孔射气介质中自由²²⁰Rn迁移参数的装置，其特征在于，还包括第一铜管(2)和第二铜管(4)；第一铜管(2)上段设于集气罐(3)外并通过一软管与流量计(5)相连通，第二铜管(4)上段设于集气罐(3)外并通过一软管与²²⁰Rn测定仪(8)相连通；第一铜管(2)和第二铜管(4)下段均设于集气罐(3)内，第一铜管(2)和第二铜管(4)下段侧壁均开设若干通孔。

5.如权利要求1所述的确定多孔射气介质中自由²²⁰Rn迁移参数的装置，其特征在于，所述集气罐(3)由上罐体及下罐体扣合形成，上罐体及下罐体直接通过对应的法兰边可拆卸相连。

6.一种确定多孔射气介质中自由²²⁰Rn迁移参数的方法，其特征在于，利用如权利要求1～5任一项所述的确定多孔射气介质中自由²²⁰Rn迁移参数的装置，通过求解下述方程组得到介质中自由²²⁰Rn的产生率G及有效扩散系数D：

其中，H₁为高罐(303)的高度，H₂为低罐(304)的高度；C₂₂₀(H₁)为稳态下高罐(303)内腔上部空气的²²⁰Rn浓度，C₂₂₀(H₂)为稳态下低罐(304)内腔上部空气的²²⁰Rn浓度；λ为²²⁰Rn衰变常数；β＝(1-m+Lm)ε，m为介质(9)的含水饱和度且ε为介质(9)的孔隙率，L为²²⁰Rn在水相和气相间的分配系数；h为集气罐(3)内介质(9)的高度；n为集气罐(3)内腔上部空气²²⁰Rn浓度与²²⁰Rn测定仪(8)测量得到的²²⁰Rn浓度之间的比值；q为流量计(5)测得的气流量；A为集气罐(3)内介质(9)的表面积。