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1、毕业设计（论文）题 目： 东华理工大学氡浓度测量与剂量评价 英文题： Radon Concentration Measurement and Radon Dose Assessment of ECIT学生姓名 专 业 核工程与核技术 班 级 指导教师 二零一一年六月东华理工大学毕业设计（论文） 摘要摘 要放射性气体氡及其子体普遍存在于人们生活环境中。半个世纪以来，氡的危害性受到了广泛的关注，关于氡及其子体对人体潜在的危害的研究也越来越多。随着人类社会的发展，生活质量的不断提高，人们的生活习惯正在发生改变，空调的广泛使用使得居室通风换气效果变差，增加了氡辐射污染的潜在危害。氡是人类所受天然辐射照
2、射的最主要来源，氡及其子体所致公众剂量及对健康的影响在世界范围内受到高度重视，被WHO（世界卫生组织公布为19种主要的环境致癌物质之一。校园作为一个文化传播区，校园环境的好与坏直接影响着学校每一位师生的健康和正常的教学工作。为全面了解东华理工大学室内外氡浓度水平状况，本论文对校园室外内氡浓度水平进行了测量和分析。本论文从氡的危害、氡的来源、基本性质、测量手段等几个方面展开论述，根据在校师生的学习、生活和工作特点，将校园按不同区域进行布点测量。采用便携式测氡仪RAD-7对所选择地点的氡浓度进行测量，并对测量结果进行统计与分析，并对氡浓度影响因素进行了讨论，最后对吸入氡内照射所致师生有效剂量进行估
3、算。根据调查数据显示：东华理工大学室外平均氡浓度为20.2，室内氡浓度平均值为28.7，所测室内氡浓度均低于国家限制标准。校园内学生、教室和非教师职工吸入氡所致内照射有效剂量分别为：0.82 mSv/a，1.01 mSv/a，1.12 mSv/a，均低于国际估计值1.13mSv/a。关键词：氡浓度； 评价； 东华理工大学AbstractThere is radioactive radon and radon daughters in peoples living environment. Since the recent half century, the danger of radon ha
4、s got a wide range of concerns and researches on the potential harm that radon and its daughters may do to human body, which has become more and more. With the development of society and improvement of peoples quality of life, peoples living habits are changing. The extensive use of air conditioner
5、lowers the efficiency of ventilation and gas exchange indoor, which increases the potential hazards of radon radiation pollution. Radon is the main source of natural radiation human suffers from. Radon and its daughters is announced as one of 19 the major environmental carcinogens by WHO (World Heal
6、th Organization).As a cultural transmission area, campus environment of good and bad directly affect each teachers and students health and the normal teaching work. In order to get a comprehensive understanding of the situation of the indoor radon concentration levels in East China Institute of Tech
7、nology, the indoor and outdoor radon concentration levels in campus was measured and analyzed. This paper discusses the dangers, the source, basic nature and measuring means of radon. The different area of campus measured, according to the teachers and students learning, the life and the working con
8、ditions. We have measured the indoor and outdoor ambient air radon concentration in the selected area by using RAD-7,and the results were counted and analyzed and factors affecting the radon concentration are discussed in this essay. Finally, the teachers and students effective dose caused by the in
9、halation of internal radiation of radon were estimated.According to the survey data: the average level of outdoor radon concentration in East China Institute of Technology is 20.2 the average level of indoor radon concentration is 28.7, which is below the national standard. The students effective do
10、se caused by the inhalation of internal radiation of radon is 0.82 mSv/a，and the teachers is 1.01 mSv/a, the works is 1.12 mSv/a, which are both less than International estimate.Key words: Radon consistence; Estimate; East China Institute of Technology东华理工大学毕业设计（论文） 目录目录1引言11.1研究的意义11.2国内外研究现状11.2.1
11、国外研究现状11.2.2国内研究现状21.3研究的内容32 氡的理论基础12.1氡的基本特性12.1.1氡的物理性质12.1.2氡的化学性质12.1.3氡的辐射性质22.2 氡的来源32.2.1室外空气中氡的来源32.2.2室内空气中氡的来源42.3 氡的危害42.3.1氡危害的生物作用机理42.3.2氡危害认识的历史过程52.3.3国内外室内氡控制限值标准63 东华理工大学氡浓度调查与方案设计13.1测点布置13.2测量方法及测量仪器23.2.1测量方法23.2.1.1 快速测量和连续测量方法23.2.1.2累积测量方法33.2.2测量仪器及测量原理43.2.2.1 测量仪器的选择43.2.
12、2.2 测量原理44 东华理工大学空气中氡浓度评价14.1 大气氡日变化规律。14.2室外氡浓度评价24.3室内氡浓度评价44.4年均有效剂量评价6结论1致 谢1参考文献1东华理工大学毕业设计（论文） 引言1引言1.1研究的意义 随着生活水平的提高和环保意识的加强, 人们越来越关注自己的生活空间。氡普遍存在于我们的生活空间中,并且氡气是存在于室内空气中的最危险的气体之一。氡及其子体是人类所受到的来自天然辐射的主要辐射照射源,对公众产生不可避免的持续照射, 其所致剂量每人年均1.13mSv , 占天然辐射的54 %。流行病学研究表明:氡及其子体的吸入是矿工肺癌发病的主要原因，亦即氡和它的衰变子体
13、能停留在肺细胞组织内，在其衰变过程中辐射出粒子，破坏细胞核中的DNA 分子，从而导致癌症的发生。科学家测算，如果生活在室内氡浓度为200 Bq/的环境中，相当于每人每天吸烟15根，氡是世界卫生组织确认的主要环境致癌物之一，是除吸烟以外的引起肺癌的第二大因素。同时，氡在液体和脂肪中有较高的溶解度，它会聚集在脂肪较多的器官中，并衰变产生氡子体，造成对人体的危害。、射线的外照射能损伤人体五官，产生皮肤干燥，毛发脱落等病变，严重时会引起皮肤癌。医学研究已经证实，氡气还可能引起白血病、不孕不育、胎儿畸形遗传等后果。室内氡的辐射危害问题已成为公众敏感的话题。校园作为一个文化传播区，校园环境的好与坏直接影响
14、着学校每一位师生的健康和正常的教学工作。东华理工大学是一所以研究地质和矿物为主的学校内，会储藏一些铀矿石，可能会引起校园内空气中氡浓度含量偏高。在这种校园环境的背景下,正确地认识氡的危害,科学地进行评价,将具有有重要的现实意义。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状氡无处不在，直到上世纪50年代氡及其子体引起肺癌的问题才引起人们的重视，从而揭开了从15世纪就非常严重地流行于德国斯尼伯格和捷克亚希莫夫矿区的“斯尼伯格矿山病”的神秘面纱。也是从那时起，世界上许多国家对铀矿山和非铀矿山氡的危害才引起重视。上世纪50年代末，人们认识到生活环境中的氡同样对人的身体健康产生危害，从这时开始才有人对生活
15、环境中的氡尤其是室内氡的危害进行研究。联合国辐射效应委员会(UNSCEAR)1982年指出，天然辐射源所致总有效剂量当量中的大约一半是吸入氡及其子体引起的。1987年国际放射性辐射性防护委员会(CIRP)第50号报告对于“室内氡可以诱发肺癌”问题作了专门的论述。于1993年公布了第65号出版物“住宅和工作场所氡的防护”一书，书中提出了对氡的新认识，获得了有关暴露于氡的矿工肺癌超额危险的令人信服的流行病学证据。世界卫生组织(WHO)国际癌症研究中心以动物实验证明了氡是当前认识到的最重要的致癌物质之一。最新研究结果表明，全球髓性白血病患者中，有25%与氡辐射有关。除了肺癌和白血病，还有胃癌、皮肤癌
16、以及在儿童中出现的某些癌症，都与氡暴露密切相关。由于各国科学家和公众都非常关心室内氡污染问题，各国环境机构和卫生组织、环境地质研究人员，相继开展了多方面的调查和研究，形成了所谓的“氡”热。从上世纪80年代起，美国、瑞典、英国等世界上许多国家在全国性的氡浓度水平调查及对氡的危害治理进行了大量研究的基础上，根据国际放射防护委员会(ICRP)建议书和自己国情，制定了建筑物室内氡防护标准，来指导和规划环境氡及室内空气污染的监测与治理工作。1.2.2国内研究现状我国对室内氡浓度研究起步比较晚，早期的氡研究主要在铀矿山和部分非铀矿山的辐射防护，进入80年代，我国也开展了室内环境与氡浓度的研究与调查，198
17、8年，我国在湖南省衡阳核工业第六研究所建立了我国第一个标准氡室，并于1990年通过了国际计量考核，被评为一级计量标准，1995年被评为国际氡计量组织的亚洲区域协调实验室，1999年获得国家质量技术监督局授权，面向全国开展氡及测量仪的刻度与测试，为以后颁布氡浓度标准和测量方法奠定了坚实的基础。 我国室内氡浓度先后做过两次调查，第一次是上世纪80-90年代，涉及9967所住宅，第二次是2000年-2005年抽样调查，范围涉及17个省的20个市6个县，测量住宅3098座，结果是氡浓度超过200 Bq/的占0.7%，超过400 Bq/的占0.06%。第一次的总平均值是24.0 Bq/，第二次是44.0
18、 Bq/，增幅为上一次的1.8倍。国家环保总局于1993年制定了环境空气中氡的标准测量方法（GB/T14582-1993）；1995年制定了住房内氡浓度控制标准（GB9196-1988）；2001年制定了民用建筑工程室内环境污染控制规范（GB50325-2001），并在2003年10月1日起，正式施行放射性污染防治法（中华人民共和国第六号主席令），2007年4月1日实施室内氡及其衰变产物测量规范（GBZ/T182-2006），表明我国对环境氡及其子体危害越来越重视。1.3研究的内容本课题将对东华理工大学的建筑（教室、宿舍、办公场所和地下建筑）内人群聚集和流动频繁的场所开展室内环境空气中氡浓度的
19、调查和校园内室外环境空气中氡浓度调查，根据环境空气氡浓度的测量数据，分析东华理工大学室内和室外环境空气中氡浓度分布，评价东华理工大学辐射环境中氡浓度分布水平状况，为校园内的氡浓度作出科学评价。10东华理工大学毕业设计（论文） 氡的理论基础2 氡的理论基础2.1氡的基本特性2.1.1氡的物理性质 氡是由镭衰变产生的自然界唯一的无色、无味、无臭的天然放射性惰性气体，随着温度的变化，氡存在有三种状态变化。在标准状态下，气态氡的密度为9.727kg/，约为空气的7.5倍，熔点为-71，沸点为-61.8；在温度为-65和101325Pa压力下，转化为液态，起初是无色透明的，然后由于衰变产物逐渐变浑，它能
20、使容器的玻璃壁发绿色荧光，其密度为5.7gcm-3；温度大约为-130时，液态氡转化为固态，固态氡不透明，能发出明亮的浅蓝色光。临界温度为+104.4。氡微溶于水和血液，易溶于煤油、汽油、苯、甲苯、二硫化碳等有机溶剂，特别能溶于脂肪，其溶解系数(液体中与空气中之比值)与温度、压力有密切关系。氡在脂肪中的溶解度比水中高120倍，氡在人体中的毒理与这一特征有一定的关系。氡在水中的溶解度随温度的升高而降低，但温度在70以上，溶解系数变化不大，既在70-100范围内，氡只有10%左右含在水中。在不同程度上氡能被许多固体物质所吸附，其中尤以煤、橡胶、蜡、石蜡等最为突出，吸附力最强的是各种活性炭，因为它有
21、大体积的微孔隙，总表面积也最大，有人指出，用2.5g活性炭能全部吸附10-100Bq氡，因此，可利用活性炭的吸附特点作空气中氡的测定；其次是橡胶、石蜡等；岩石中的粘土也是很好的氡吸附剂；金属则是很弱的氡吸附剂，玻璃更弱。温度对氡的吸附也是有影响的，低温时氡易被吸附，如在-180时，氡可以全部被吸附。2.1.2氡的化学性质氡的原子序数86，是周期表中第六周期的零族元素，是惰性气体族(He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn)的最后一个元素，也是气体中最重的一个元素。氡是铀衰变系中常温下唯一的气态元素。氡的电子构型为66。氡不能离解为离子，是个典型的亲气元素，一般呈气体形式存在。其主要化学参数参见表2-
22、1。氡是化学性质不活泼的惰性气体，不能形成具有离子键和原子键的化合物，不能形成盐、氧化物和通常的分子。但1936年，B.A.尼基京获得了氡的化合物Rn6O，氡结晶水合物是比较不稳定的。在可能形成络合物方面，氡在惰性气体中占有最先地位。表2-1氡的化学参数元素原子序数原子量原子容积g/L熔点沸点Rn862229.73-71-61.8地表丰度地球化学电价电离势eV电子构型7010.746662.1.3氡的辐射性质氡是镭核衰变的中间产物，现在已知的共有27种氡的同位素和3种同质异能素，质量数为200-226。自然界中存在最重要的三种氡放射性同位素，即他们分别来自于三个天然放射性系列：铀系、钍系和锕系
23、。氡及其子体的辐射特性参见表2-2和表2-3。表2-2天然放射系中氡同位素的主要辐射性质同位素习用名称衰变方式半衰期粒子能量（MeV）所属放射系锕射气（An）3.96s6.817（81.0%）6.551（11.5%）6.423（7.5%）锕系钍射气（Tn）55.6s6.288钍系镭射气（Ra）3.824d5.489铀系表2-3天然放射系中氡及子体的主要辐射特性U-238衰变链Th-232衰变链U-235衰变链核素半衰期粒子能量核素半衰期粒子能量核素半衰期粒子能量3.824d5.4955.6s6.293.96s6.123.04min60.15s6.781.78ms8.3526.8min,10.6
24、4h,19.7min,60.6min6.05164s7.696.090.5166.22138.8d5.30.30s8.782.2 氡的来源2.2.1室外空气中氡的来源氡来源于镭的衰变，而镭的多少取决于自然界中的铀含量。铀是自然界中广泛分布的微量元素，人类的生产实践改变了铀在自然界的分布，使得氡的来源也多样化。室外环境空气中氡的来源主要有以下六个方面：(1)大地释放：地层深处含有铀、镭、钍的土壤和岩石中，氡浓度比较高。这些氡可以通过地层断裂带，进入土壤和大气层。释放氡气的主要来源是由组成地壳陆地的岩浆岩、沉积岩和变质岩，以及由它们风化而成的土壤，并且，陆地表面氡的析出受到多种因素影响，包括土壤和
25、岩石中的镭含量、孔隙度、水分、气象条件等，其中气压、水分和温度的影响较为明显；(2)河流、湖泊和海洋释放：河流、湖泊和海洋释放氡与陆地相比是微乎其微的，例如，海洋每年向大气释放8Bq的氡，而陆地表面每年向大气中释放7.6Bq的氡；(3)植物和地下水带：植物的生长将增加地表氡的释放；地下水会把地壳深处的氡带到地面而释放到环境空气中。由于植物和地下水的作用，每年向大气中释放约1Bq的氡；(4)核工业和磷酸盐工业释放：核工业的氡能形成局部高的和特高的异常。核能的发展，特别是在核燃料生产过程中，如采矿、揭露和水冶将会释放大量的局部氡，这些氡将被排放到环境中；磷酸盐矿石中含有铀，在提炼和使用过程中使土地
26、富集了较高的浓度的镭，其副产品石膏常作为建筑材料，也会释放出氡污染环境；(5)煤、油气和天然气的燃烧：这些燃料广泛的应用在我们日常生产生活中，特别是煤的使用，在煤燃烧过程中就是放射性物质富集的过程，对环境造成辐射污染；油气和天然气中也含有放射性物质，并且1919年开的第一次世界性有关氡的报告会中，主要内容有：美国天然气中氡含量、燃烧天然气造成的室内氡浓度提高和计算呼吸道剂量等问题；(6)建筑物的释放：由于建筑材料中都含有一定量的镭，对室内外都会释放出氡，一般情况室内中的氡浓度比室外要高，在通风和扩散的作用下室内氡进入环境中。2.2.2室内空气中氡的来源一般情况，室内氡水平高于室外，其主要来源有
27、：(1)位于室内地下或露于地表的断裂构造：由于地质的作用而形成的断层、裂隙、节理等构造是氡的有利通道；(2)地基土壤：铀、镭广泛分布在自然界的岩石和土壤之中，因此，地基土壤也是室内环境中氡的主要来源之一，未加处理的土壤地基的建筑物内氡的含量较高；(3)建筑材料：任何房屋都是用各种建筑材料建成的，建材中含有镭，生成氡便进入室内，一般来说，木制品、熟石膏、金属、水泥中含量较低，而花岗岩、浮石、粘土砖以及工业副产品如人造石膏、火力发电厂飞灰制成的混凝土、工业废渣中含量较高；(4)水的使用：氡在水中具有一定的溶解度。任何天然水体中都含有氡，不同水体中氡的浓度差异较大，一般而言，地下水中的氡含量往往又比
28、地表河水、溪水和湖水中的氡浓度高。当这些水暴露于空气中时，大部分氡将从水中释放出来；(5)天然气燃烧：天然气中氡浓度变化很大，有的测不出，有的高达50 kBq，在燃烧天然气和石油液化气时，由于通风条件的限制，其中氡会释放到室内，对室内氡有一定的影响。2.3 氡的危害2.3.1氡危害的生物作用机理氡发现时候被称为“镭射气”，氡对人体健康的危害主要表现为确定性效应和随机效应。确定性效应表现为以下：在高浓度氡的暴露下，机体出现血细胞的变化。人体在高浓度氡的影响下表现出血细胞（红、白细胞）总数升高、血压下降和血管扩张等效应。氡子体所放射的射线是构成人体肺癌和血液病的主要原因之一。随机效应主要表现为肿瘤
29、的发生。氡吸入体内和空气一体，经过体内循环后呼出，在体内停留时间不长。但吸入氡子体和氡在体内滞留期间的产生的子体都是金属离子，吸入后沉积在肺部，不断衰变放出粒子，对肺部肌体产生损伤，是致癌的元凶。这种氡子体的照射在流行病学上常称为“暴露”。氡气对人体的早期健康效应不易觉察，潜伏期为20年左右。科学家测算，如果生活在室内氡浓度为200 Bq/的环境中，相当于每人每天吸烟15根，氡是世界卫生组织确认的主要环境致癌物之一，是除吸烟以外的引起肺癌的第二大因素。同时，氡在液体和脂肪中有较高的溶解度，它会聚集在脂肪较多的器官中，并衰变产生氡子体，造成对人体的危害。、射线的外照射能损伤人体五官，产生皮肤干燥
30、，毛发脱落等病变，严重时会引起皮肤癌。医学研究已经证实，氡气还可能引起白血病、不孕不育、胎儿畸形遗传等后果。空气中氡及其子体被吸入体内主要在肺部沉积，分布在支气管上皮层与肌体直接接触，衰变放出的粒子直接照射上皮细胞，使生物活性物质特别是生物大分子产生电离或者激发而受到损伤，其中最重要的是对细胞核中的脱氧核糖核酸（DNA）的电离破坏，这叫直接作用的电离损伤。其次是粒子与细胞中的水分子作用，使水分子电离产生氧化能力极强的自由基（OH，等），使生物活性物质氧化而使DNA受到破坏引起分子产生变异。研究发现氡及其子体致肺癌的某些基因有突异性突变，为正常细胞转化为癌细胞的始动过程。2.3.2氡危害认识的历
31、史过程在居里夫妇发现镭之后，1900年法国F.多恩证明氡是由镭衰变产生的一种气体，稍后卢瑟福和索提等确认是一种惰性气体，并称之为射气（Emanation），1923年国际会议正式命名为氡（Radon）。20世纪初报道了镭辐射和射线引起第一批癌症，主要是皮肤癌。根据这些研究报道，米勒(H.E.Muller)认为斯尼伯格肺癌是一种特殊的职业病，是由矿石中镭含量及矿井空气中高氡浓度引起，矿工吸入这些物质在肺气道中引起的致癌过程。这个结论在当时的医学界是有争论的。直到1936年法兰克福的Kaiser-wilhelm生物物理研究所的瑞介斯克（B.Rajewsky）开展的氡浓度与肺癌之间关系的研究，进行矿
32、井氡测量，肺癌矿工组织病理分析，才得出最后结论是：斯尼伯格矿工吸入高浓度氡是肺癌发生率高的可能原因（1940年）。直到1951年才进一步发现氡并不是致肺癌的主要原因，更直接的是氡的短寿命子体，218Po(RaA)和214Po(RaC)的衰变产生的粒子，才是直接原因。1986年世界卫生组织（WHO）公布氡及其子体为19种致癌物质之一。1987年国际放射防护委员会（ICRP）将氡及其子体归属于A类致癌物质，并在第50号出版物中估计公众肺癌中10%左右可归属于氡及其子体所致。全球每年大约有40万人死于氡致肺癌。美国学者估计美国每年因为氡及其子体致肺癌死亡人数将有1.52.5万人，英国7000人左右，
33、我国学者估计每年大约有5万人左右死于氡致肺癌。2005年美国环境保护局给出了公众受环境中氡及其子体照射引起肺癌终生危险度（危险系数），进一步说明氡及其子体致肺癌作用没有剂量阈值，只是受照射浓度越低患病的几率越小。例如，终生处在氡浓度为15 Bq/环境中（我国大陆空气中平均氡浓度为14 Bq/）,平均肺癌发病率增加仅为0.23%，数值很小，但不为零。同等环境下而又吸烟人群增加3倍（0.64%）。2006年联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）第54届会议汇集了当代研究成果向联合国大会提交的科学报告中指出：居民终身（75岁）受到100Bq/氡照射将产生终生危险系数为0.16的结论。这是最近
34、向全世界宣布的权威结论。随着环境氡浓度增大，患肺癌的危险性随之增大。世界卫生组织（WHO）辐射与健康项目负责人明确表示是：氡是一个被低估了的健康危险因素。2.3.3国内外室内氡控制限值标准由于氡潜在的巨大危害性，各国家对氡浓度的行动水平也都做出明确限制标准。国际放射防护委员会（ICRP）1984年建议居民住房内氡浓度的行动水平（限值标准）控制在200 以内，补救行动水平控制在500 以内，新建住房氡浓度限值应当更低。但各国的岩性分布，岩石中放射性核素含量有所不同。居民分布往往是与生活条件经济发展相联系的，因此各国制订的居室氡浓度限值水平有所不同，主要指标如表2-4所示。表中所说的行动水平即为政
35、府法定限值水平标准。一但发现室内氡浓度过高，要尽快采取补救行动，力争降低到补救水平以内。由表2-4中可见德国和美国制订的水平比较低。瑞典国内高铀含量的明矾页岩和花岗岩分布广泛，制订的限值水平比较高，但对新建住房控制水平较低。我国的限值控制水平也是从我国实际出发，能够控制的最低水平，制订了三类用房室内氡限值的控制标准：（1）住房内氡浓度（限值）控制标准（GB/T-16146-1995），对已建住宅规定行动水平为200，对新建住宅上限值为100 。（2）地下建筑氡及其子体控制标准（GBZ116-2002），对已建的建筑物行动水平定为400 ，新建建筑物上限为200 。（3）地热水应用建筑的放射卫生
36、防护标准（GB-16367-1996），地热水中氡浓度控制水平：（a）住宅内用于饮用和生活的地热水，水中氡浓度控制水平为50k 。（b）工厂内用于生产的地热水，水中氡浓度控制水平为100 k 。（c）医疗应用地热水，水中氡浓度控制水平超过300 k 时，医务人员进入治疗室时应采取相应的防护措施。表2-4国际组织和部分国家室内氡控制限值标准国家、组织行动水平（Bq/m3）上限值(Bq/m3)德国100250英国200400美国NCRP150300欧共体CEC200400ICRP200500WHO100200瑞典400800芬兰400800中国200400东华理工大学毕业设计（论文） 东华理工大学
37、氡浓度调查与方案设计3 东华理工大学氡浓度调查与方案设计3.1测点布置此次监测点主要分布在东华理工大学校园中具有一定代表性，能够反映监测范围室内空气质量特征的地点，包括图书馆、学生宿舍、教职工住宅、学生和教工食堂、教学楼、办公楼以及核工楼、信工楼等测量点。监测点如图3-1所示。图3-1东华理工大学空气中氡浓度测量点图此次调查分别对校园内室外和室内空气中氡浓度进行测量，根据在校师生的学习、生活和工作特点，将测量地点主要做如下划分：教室（9）、学生宿舍（4）、食堂（1）、图书馆（2）、办公室（7）、教职工居民楼（1）、防空洞（1）、室外（9）。 主要通过RAD-7便携式测氡仪进行氡浓度测量，每个测
38、量点分别测量三次，最终数据取其各测量点数据的平均值。3.2测量方法及测量仪器3.2.1测量方法氡及其子体衰变过程中能够产生一系列的不同种类和不同能量的射线。目前已知的氡及其衰变产物的测量方法很多，按其测量技术可分为脉冲电离室法、闪烁室法、静电捕集法、a能谱法、能谱法、液体闪烁法以及固体核径迹法等。按采样方式又可分为：瞬时测量和累积测量，累积测量又分为主动测量、被动测量和联合测量等。按测量对象还可分为氡气测量和氡衰变产物测量等。3.2.1.1 快速测量和连续测量方法（1）闪烁室法闪烁室法测氡最早由Lucas提出。闪烁室是内壁涂上ZnS(Ag)的圆筒，最早用于抓取式测量。由于其原理简单，近年来不断
39、发展开发了连续测量。闪烁室法根据空气取样方式不同又可分为连续径流型和周期注入型两种。原理是用泵将空气引入闪烁室，氡及其衰变产物发射的。粒子使闪烁室内壁上的ZnS(Ag)晶体产生荧光，由光电倍增管把这种光讯号转变为电脉冲并放大，电子学测量单元记录该电脉冲信号，储存于连续探测器的记忆装置。由于单位时间内的电脉冲与氡浓度成正比，因此可以确定被采集空气中的氡浓度。闪烁室法的优点是探测效率较高，便于现场采样，对住户干扰小;稍加改进还可以进行水、天然气、土壤以及表面析出率的测定。缺点是难以快速得到准确的测量结果，采样后通常要求放置3h才能测量;由于采样体积小(通常小于1L)，因此测量误差较大;本底增高后难
40、以清空;闪烁室漏气也会影响测量结果。（2）半导体探测器法半导体探测器法主要采用静电采样。空气通过滤膜进入(泵抽或自由扩散)收集室，氡气衰变时产生带正电荷子体(主要是正离子)，在外加电场的作用下，这些带正电荷的子体被吸附到半导体探测器表面。这些子体进一步衰变放出粒子，由半导体探测器记录下来，根据刻度系数可以确定氡浓度。如果配合多道分析器可分辨粒子的能量，给出氡和氡衰变产物的浓度。现在市场上的连续测氡仪多数为这种类型，国内应用较多的RAD-7测氡仪(美国Durridge公司)即属于此类。半导体探测器法的优点是体积小，便于携带；测量时间短，现场可以得到测量结果，价格适中。缺点是环境湿度影响静电场的分
41、布及大小，进而影响氡子体静电采集效果，从而影响测量结果。并且该方法测量过后，氡子体的残留较多，影响下一次的测量。通常在高氡浓度的场所测量后，半导体测氡仪需要等待一段时间，待残留的子体基本完全衰变后再进行下一次测量。3.2.1.2累积测量方法（1）活性炭法活性碳法是被动式室内氡累积测量的常用方法之一。采样器为塑料或金属制成的圆柱形小盒，内装一定量的活性碳，盒口罩一层滤膜，以阻挡氡子体进入。采样周期为2-7天，然后用能谱仪或液体闪烁仪测量。其原理为氡扩散进入碳床内被活性碳吸收，氡衰变产生的子体也沉积在活性碳内。用能谱测量仪测量活性碳中氡子体特征射线峰或峰群强度，根据特征峰的面积计算出氡浓度。用液体
42、闪烁仪测量首先要将吸附在活性碳上的氡解析到闪烁液中，然后用闪烁计数器进行测量。活性碳法的优点是采样成本低，对己有能谱仪或液体闪烁仪的单位，只需很少的花费就可以开展工作。而且操作简单，不需要特殊技能，通过适当的分析，能获得精确的结果。该法的缺点是对温度、湿度比较敏感，不适合室外和湿度较大的地方使用，采样后必须尽快(7天)分析，否则最初收集的氡就会衰变掉。用液体闪烁仪测量需要将吸附的氡解析到闪烁液中，因而花费的时间要比能谱法多。但与能谱相比，液体闪烁技术对?射线有较高的探测效率，而且本底值要低。（2）固体核径迹法固体核径迹探测法最大的特点是可以进行环境氡浓度水平的累积测量，直接得到被测现场氡的年平
43、均浓度，从而避免了由于季节、气象因素等变化所带来的影响。另外，该方法测量结果稳定、重现性好，在测量期间不需要电源，探测器的体积也很小，便于存放和邮寄，而且操作简便、价格低廉。从近年来UNSCEAR报告发表的室内氡浓度调查方法来看，固体核径迹探测器的应用率逐年增加，己成为环境氡测量的主要手段之一。3.2.2测量仪器及测量原理3.2.2.1 测量仪器的选择本次调查室外环境空气中氡浓度使用的测量仪器是美国Durridge公司生产的RAD-7便携式测氡仪。RAD7测氡仪美国Durridge公司RAD7便携式测氡仪是为市场上响应和恢复时间最短的、嗅探式和连续操作的手提式检测仪。操作简单，按微电脑的提示进
44、行，以频谱曲线显示所测的氡气及钍射气浓度。通过干燥装置降低采样空气的湿度，提高检测结果的准确度。相对于其他测量方法，具有测量时间短且受空气湿度的影响小的优点。3.2.2.2 测量原理RAD-7便携式测氡仪(Model 0715，Durridge Company Inc.，MA，USA)是一种连续测氧装置。它通过频谱分析静电收集后的粒子测量氨浓度:RAD-7内部有一个半球形(0.7L)的探测室，探测室中心有一个由固定金硅面垒组成的探测器。探测室内侧涂有一层带电的导体，能对探测器产生2-5kV的电压，这样(和)衰变产生的带电粒子在电场的作用下被探测器捕获。见RAD-7测氡仪示意图。当衰变子体的原子
45、被捕获后，继续衰变产生粒子，粒子有50%被探测器探测到。结果仪器产生的电信号与探测到的粒子的能量成正比，RAD-7按能量大小对电信号进行放大和分类，通过刻度系数换算成氡浓度。RAD-7频谱的能量范围是0-10MeV，将其分为200级，每级0.05MeV的能宽，由(和)衰变产生的粒子的能量范围是6-9Mev。将这200级能道分为8个能量窗口，分别标记为AH，有3个能量窗口与本次研究的测量有关。其中视窗A收集的是由(半衰期为3min)衰变产生的粒子(6.0Mev)，用来测量;视窗B收集的是 (半衰期为0.15s)衰变产生的粒子(6.78Mev)，用来测量;视窗e收集的是 (半衰期为26.8min)
46、衰变产生的粒子(7.69Mev)，用来测量。从视窗c溢出的粒子会干扰视窗B的记数，测量需要校正。为了测量校正因子，实验在一密闭环境下进行，这样测量时没有外界进入，又因半衰期只有55.6s，在10分钟内就会很快地衰变掉，结果在视窗B测得的4记数就是从视窗C溢出的。RAD-7提供两种测量模式，Sniff模式和Normal模式，在本论文研究中采用Sniff模式。在Sniff模式中， RAD-7用信号测量浓度，而忽视后面的长半衰期的子体。空气通过RAD-7内部的动力泵抽入探测室，动力泵通过微处理器控制的空气流速为650ml/min。首先空气经过一段装有无水Ca的干燥管(要保证空气的相对湿度在10%以下，这可由RAD-7内部的湿度计显示，如果湿度过高，探测器的灵敏度会下降)，然后通过一个装有0.45m滤膜的过滤器，除去子体的空气循环进入探测室，测量的就只是222Rn浓度(
