网站首页 公文大全 个人文档 实用范文 讲话致辞 实用工具 心得体会 哲学范文 总结范文 范文大全 报告 合同 文书 信函 实用
  • 汇报体会
  • 节日庆典
  • 礼仪
  • 毕业论文
  • 评语寄语
  • 导游词
  • 口号大全
  • 其他范文
    • 百花范文网 > 实用范文 > 其他范文 > 室内空气氡检测技术进展

    室内空气氡检测技术进展

    时间：2023-07-03 10:35:05来源：百花范文网本文已影响人

    赵寅超，任向红，曾逸智，张 雷

    （1.火箭军工程大学，陕西西安 710025；
    2.96766部队，河南信阳 464000）

    据统计，人类一生中有2/3以上的时间都在室内度过，因建筑选址和建筑材料选择等因素，室内空气污染物氡浓度也不相同。气态氡会衰变为固态钋直至成为稳定的铅，每次衰变过程都会产生α、β或γ辐射，给环境带来危害[1]。由于氡具有放射性影响人们身体健康，因此必须重视室内空气中氡的危害。

    1.1 室内氡的来源

    UNSCEAR 2000年报告表明，室内空气氡主要有4个来源，其中建筑物地基及周边土壤占比60.4%，建筑材料占比19.5%，室外空气占比17.8%，用水、燃料等占比2.3%[2]。

    （1）建筑物地基

    地层深处的土壤和岩石含有的铀、镭、钍等放射性元素，氡是由铀、镭、钍衰变而形成的气体产物。不同岩石材质的铀含量差异较大，从高到低依次为花岗岩、页岩、石灰岩和砂岩[3]。建筑物地基释放的氡通过地层裂隙和管线缝隙渗透进入室内，因此不同材质的建筑物地基及周边土壤对氡的释放能力存在一定的差异，在未经处理的土壤地基上建造的建筑物内氡浓度一般较高[4]。

    （2）建筑材料

    建筑材料广泛使用岩石、矿石、土壤及木材等作为原材料，这些原材料含有镭、铀、钍等放射性核素差异较大，其中花岗岩、黏土砖、工业废渣等材料放射性核素含量较高，木制品、金属、水泥等材料放射性核素含量较低。因此使用不同建筑材料的建筑物室内氡浓度相差较大，以砖木、竹木为主结构的建筑中，室内空气中氡浓度一般不大于50Bq/m3，而煤渣砖房和大量使用花岗岩为装饰材料的建筑中室内空气中氡浓度通常超过250Bq/m3[5]。

    （3）室外空气

    室外空气中的氡浓度很低，但是通过空气交换进入室内后会大量积聚。国外有研究表明，在室内外空气交换率正常的情况下，室内外氡浓度呈线性关系。

    （4）生活用水

    氡在水中具有一定的溶解度，当水中氡溢出时就会造成空气污染。一般来说，地下水中氡浓度高于地表水，位于铀矿和油气田附近的地下水氡浓度更高。研究表明，天然温泉等地热水中氡含量较高，辽宁汤河地热水中的氡浓度高达2 720Bq/m3，陕西华清池地热水的氡浓度也有1 461Bq/m3[6]。

    （5）燃料

    室内燃料常见的有煤炭、天然气及液化石油气等，这些燃料中含有不同浓度的铀和镭。例如天然气中浓度可高达50kBq/m3，当燃料燃烧时其中的氡会全部释放到室内空气中。

    1.2 室内氡的危害

    氡对人体的危害可分为体外辐射和体内辐射。体外辐射是指人长期暴露在高水平氡环境下，氡及其氡子体衰变发出放射性射线，少量辐射可能引起皮肤干燥、脱发等病理改变，辐射严重时还会诱发皮肤癌、白血病等疾病[7]。体内辐射是指人将放射性气体氡通过呼吸系统吸入体内进入肺部，氡及其子体衰变产生的α射线会破坏肺部细胞中的核酸等物质，从而引发患肺癌的可能性。国际癌症研究中心已确认，氡是肺癌的重要诱因之一[8]。

    氡具有不可挥发的特性，室内空气中的氡并不会因为时间的增加而减少。为了减少室内氡及其子体对人体的危害，20世纪90年代末我国先后出台了相应标准，对各建筑主体内的氡水平制订了浓度限值，并不断提高标准值（表1），例如GB/T 18883—2020《室内空气质量标准》[9]相较于2002版，将年平均限值要求由400Bq/m3降为300Bq/m3。

    表1 空气中氡浓度的控制标准

    随着人们生活水平的提高，普通居民对室内空气质量要求也随之提升，对于室内空气中氡检测目前主要有径迹蚀刻法、活性炭盒法等[10]。

    2.1 径迹蚀刻法

    径迹蚀刻法是将径迹蚀刻探测器置于采样盒内，氡气扩散进入盒内衰变产生α粒子对盒内的径迹片轰击，使径迹片上产生亚微观型损伤径迹，再经过化学蚀刻、放大计数得到径迹密度，通过刻度系数可以根据径迹密度得到氡浓度。

    径迹蚀刻法适合长期大面积测量，可获得空气中氡浓度的平均值。采样盒具有携带方便、价格低廉的优点，缺点是需要累积采样故测量结果无法现场得到且只能取平均值，同时在氡浓度水平较低时测量结果有较大的离散度。

    2.2 活性炭盒法

    活性炭盒法采样器一般由塑料或金属制成的采样盒内装活性炭组成，采样盒的开口表面用滤膜密封，滤膜用来固定活性炭、过滤氡子体，使氡顺利进入采样盒。测量点空气中的氡通过扩散进入采样盒，被盒内活性炭吸附，随着时间增加氡子体会沉积在盒内。用γ谱仪对采样盒内氡子体进行测量，通过特征峰强度可以计算出氡浓度。采用活性炭盒法原理测量设备有HD-2001低本底多道γ能谱仪、CIT-2000F便携式γ能谱仪。

    活性炭盒法适合短期大面积测量，获得空气中氡浓度的平均值。具有操作方便、价格低廉、结果可靠性强的优点，缺点是测量结果受温度和湿度影响较大，只能得到平均水平，对于变化环境的氡浓度只能做半定量的测量，要通过可靠的修正方法对测量结果进行修正。

    2.3 驻极体法

    驻极体法测量原理是利用驻极体形成静电场，对氡衰变产生的带电粒子进行收集。通过驻极体表面电压的改变值来计算氡浓度。采用驻极体法原理测量设备有E-PERM测氡仪。

    驻极体法适合长期大面积测量，获得空气中氡浓度的平均值，其优缺点与径迹蚀刻法相似。

    2.4 脉冲电离室法

    脉冲电离室法测量原理是利用α粒子的空气电离能力，电极收集α粒子产生的电子和正离子，通过收集电极上的电压或电流脉冲数来计算氡浓度。采用脉冲电离室法原理测量设备有HS05C测氡仪、AlphaGUARDP2000测氡仪。

    脉冲电离室法适合快速获得空气中氡浓度值，适用于居民所住房屋的筛查等。该方法具有较高的灵敏度，测量结果可在现场获得，也适用于记录长时间周期内氡浓度变化情况，缺点是价格较高，在测量前需要对操作人员进行培训，对气压敏感，长时间测量要依赖电力保障，且无法辨别氡钍射气。

    2.5 静电收集法

    静电收集法是将干燥过的空气通过滤膜进入半球形或圆柱形的采样室，利用静电场将氡衰变产生新子体218Po收集到探测器表面，再使用采样室内的α能谱探测器对218Po衰变产生α粒子进行测量计数来得到氡浓度。采用静电收集法原理测量设备有RAD-7氡气检测仪、HS01型环境测氡仪。

    静电收集法优点与脉冲电离室法相似，缺点是价格较高，长时间测量要依赖电力保障，且收集效率易受湿度影响。

    2.6 闪烁瓶法

    闪烁瓶法是将测量点的空气抽入闪烁瓶中，闪烁瓶内壁涂有ZnS（Ag）涂层，氡及其子体发射的α粒子使涂层发光。光电倍增管将涂层上的光信号转换成电脉冲信号，根据脉冲计数率得到测量点空气中氡浓度。采用闪烁瓶法原理测量设备有FD-216环境氡测量仪。

    闪烁瓶法适用于建筑竣工检测，该方法具有较高的灵敏度，测量结果可在现场获得，也适用于记录长时间周期内氡浓度变化情况，缺点是测量结果易受气压变化影响且误差较大，闪烁瓶存在本底清洁困难问题。

    2.7 双滤膜法

    双滤膜法是使用两层滤膜来对氡子体进行过滤，第一层滤膜过滤测量点的空气使进入衰变筒的空气中不含氡子体仅含纯氡，第二层滤膜过滤收集衰变筒内新生的氡子体，通过测量第二层滤膜上α放射性得到氡浓度。采用双滤膜法原理的测量设备有FT-648型测氡仪。

    双滤膜法可快速获得空气中氡浓度值，具有较高的灵敏度，缺点是装置偏重，测量前需要对操作人员进行培训，同时在测量时需注意滤膜接口漏气问题。

    2.8 气球法

    气球法的测量原理与双滤膜法相似，使用气球代替双滤膜法中的衰变简。但气球法更为方便，搭配使用便携式α射线测量仪可以在现场完成取样并得到测量结果。气球法用于室内空气氡的检测时，采用便携式α射线测量仪器进行测量，不受环境及电源限制，适用于快速检测。该方法具有较高的灵敏度，可以现场得到测量结果，缺点与双滤膜法相似。

    不同测量方法采样技术对比见表2。

    表2 不同测量方法采样技术对比

    从表2可以看出，氡的检测方法根据采样时间长短不同，分为累积测量、连续测量和瞬时测量；
    根据采样动力方式的不同，分为主动式测量和被动式测量。适用于室内空气中氡的测量方法采样技术具有各自的优缺点和适用场景：累积测量采样时间均超过2d且为被动式测量，故此类型的径迹蚀刻法、活性炭盒法测量时无法现场给出结果，但可以测量一段时间的氡浓度平均值。脉冲电离室法、静电收集法和闪烁瓶法可以现场得到结果但测量误差较大，在实际使用中三者也有区别，采用静电收集法的HS01测氡仪响应时间和恢复时间快于采用电离室法的HS05C测氡仪和采用闪烁瓶法的FD-216测氡仪[11]。相较于累积测量和连续测量少则几天长则数月的采样时间，瞬时测量的双滤膜法和气球法可以在1h内检测出氡浓度，操作简便快速且不受测量场地的影响。

    室内空气中氡浓度对人们身体健康有着深远的影响，因此必须重视室内空气中氡的危害。目前室内空气氡检测方法有径迹蚀刻法、活性炭盒法、驻极体法、脉冲电离室法、静电收集法、闪烁瓶法、双滤膜法、气球法，在测量方法选择上要从检测目的出发，根据检测环境、检测时间和检测精度的不同选用适当的检测方法，准确检测建筑物室内空气中的氡浓度。

    猜你喜欢子体径迹电离室220Rn子体源箱的数值模拟与性能优化原子能科学技术(2022年9期)2022-10-10基于蒙特卡罗模拟方法的圆筒形固体核径迹氡探测器探测效率的研究南华大学学报（自然科学版）(2022年2期)2022-06-08多电极测氡脉冲电离室对氡探测效率的模拟研究南华大学学报（自然科学版）(2022年6期)2022-03-18单层丝网法氡子体未结合态份额测量中结合态氡子体的影响评估原子能科学技术(2021年6期)2021-06-30裂变径迹LA-ICP-MS/FT法原理、实验流程和应用地质与资源(2021年1期)2021-05-22PTW 729电离室矩阵不同验证方法用于宫颈癌术后调强放疗计划验证结果分析国际放射医学核医学杂志(2021年10期)2021-02-28铀矿山井底车场巷道内氡及其子体浓度分布规律研究核科学与工程(2015年2期)2015-09-26氡子体比的现场测量及其对剂量转换系数的影响原子能科学技术(2015年9期)2015-05-16核乳胶中质子径迹计算机辅助识别方法研究原子能科学技术(2014年2期)2014-05-25密集粒子径迹的粘连分离原子能科学技术(2014年3期)2014-03-20

    相关热词搜索：室内空气 检测技术 进展

    • 范文大全
    • 说说大全
    • 学习资料
    • 语录
    • 生肖
    • 解梦
    • 十二星座
    最新文章

    推荐访问

    室内空气 检测技术 进展 进展情况

    本文室内空气氡检测技术进展由百花范文网整理提供，版权归原作者、原出处所有。

    Copyright © 百花范文网 All Rights Reserved.