DHZM-Ｉ氡及其子體連續(xù)監(jiān)測(cè)儀的研制
（中國(guó)輻射防護(hù)研究院 ，山西太原 030006）
引言
據(jù)UNSCEAR1993年報(bào)告的估計(jì)，和正常本底地區(qū)的廣大公眾因吸入氡及其子體所致輻射照射的年劑量當(dāng)量為1.2mSv，約占全部天然輻射致輻射照射的1/2，氡子體是誘發(fā)肺癌主要因素之一，氡及其子體的是環(huán)境空氣中放射性的主要貢獻(xiàn)者。2002年12月18日我國(guó)*部《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》出臺(tái)，2003年3月1日實(shí)施，此外，有關(guān)核設(shè)施場(chǎng)所、鈾礦山、公共環(huán)境等氡污染對(duì)人體健康的影響也開(kāi)始受到重視。研制一種新型氡及其子體連續(xù)監(jiān)測(cè)儀來(lái)滿足核設(shè)施場(chǎng)所、礦山、井下、室內(nèi)外環(huán)境等的氡水平調(diào)查與其劑量估算，以及在科研、環(huán)保和衛(wèi)生防護(hù)等職能部門(mén)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用等，對(duì)研究氡的來(lái)源與危害，設(shè)計(jì)防氡降氡方案等都具有重要意義。
0 儀器的測(cè)量原理
在抽氣過(guò)程中，入口濾膜濾掉空氣中已有的氡子體，其濾膜上聚集的氡子體被硅探測(cè)器所探測(cè)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量；純氡在通過(guò)收集衰變室的過(guò)程中又生成新的子體（主要是218Po），其中的主要部分由于靜電高壓的作用下加速聚集到收集衰變室的出口處，被出口處金硅面壘探測(cè)器直接探測(cè)，由于氡子體的增長(zhǎng)遵循固有的積累和衰變規(guī)律，通過(guò)測(cè)出口探測(cè)器所得的α計(jì)數(shù)就可確定氡濃度。
連續(xù)運(yùn)行方式下，在給定計(jì)數(shù)時(shí)間間隔（積分時(shí)間）內(nèi)測(cè)量收集室的總計(jì)數(shù)是此時(shí)間間隔的氡氣濃度，此期間沉積的子體活度和前一次測(cè)量沉積的子體活度的函數(shù)?？紤]了對(duì)本底的扣除；也考慮在高濃度測(cè)量以后儀器關(guān)機(jī)所引起的本底行為；伴隨的氡及子體在收集室的殘留可能影響下一次測(cè)量，也估算了這種殘留。
實(shí)時(shí)測(cè)量入口濾膜聚集的氡子體，得出α計(jì)數(shù)；每取樣5分鐘就運(yùn)算一次氡子體α潛能，每個(gè)取樣時(shí)間間隔即據(jù)氡濃度估算平衡因子，保存數(shù)據(jù)并連續(xù)測(cè)量。
1 儀器的結(jié)構(gòu)
外部帶1500V靜電高壓的鋁制圓柱型收集衰變室（200mm長(zhǎng),Φ150mm,V=3.0L）、3L/min抽氣泵、流量傳感器、濕度傳感器、氣流緩沖與干燥裝置、特殊設(shè)計(jì)的氣路系統(tǒng)、兩個(gè)探測(cè)器、計(jì)數(shù)與處理電路、顯示與串口通訊、微型打印機(jī)等。
3．儀器對(duì)氡濃度的變化響應(yīng)與修正
在25℃、相對(duì)濕度60％的環(huán)境條件下，把儀器置于我們自行設(shè)計(jì)的小型氡室中，迅速開(kāi)啟儀器，其穩(wěn)定氡氣流以3L/min的流量立即由泵吸入收集衰變室，已知從氡室中穩(wěn)定的氡濃度調(diào)節(jié)在8000 Bq/m3，使儀器從正常本底測(cè)量轉(zhuǎn)換到大于8000 Bq/m3，然后返回。如圖3儀器隨氡濃度變化的響應(yīng)。我們還測(cè)量濃度幾個(gè)Bq/m3的室外到高于100Bq/m3的多個(gè)場(chǎng)所檢驗(yàn)了本底扣除能力，從高濃度到低濃度的測(cè)量之間只相隔幾分鐘的延遲，或者在開(kāi)始室外測(cè)量之前使所測(cè)大氣衰變幾天，儀器的測(cè)量結(jié)果均較理想。
4．問(wèn)題與討論
由收集衰變室所提供的靈敏度和能消除收集室內(nèi)氡子體沉積貢獻(xiàn)的計(jì)算方法，確定了儀器的靈活實(shí)用性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)與計(jì)算得到收集室對(duì)218PO的收集效率與外加電壓的關(guān)系曲線，如圖4所示，電壓超過(guò)1500V以后，效率趨于飽和值。圖5顯示了收集效率受相對(duì)濕度的影響比較顯著。
對(duì)儀器進(jìn)一步的改進(jìn)在于對(duì)本底的動(dòng)態(tài)扣除，這樣可使儀器從高濃度水平測(cè)量轉(zhuǎn)換到低濃度測(cè)量，而相互間沒(méi)有干擾，實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量。
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