一种被动式氡析出率测量装置及方法与流程

1.本发明涉及辐射环境监测领域，特别是涉及一种被动式氡析出率测量装置及方法。


背景技术：

2.对氡析出率精确的测量是环境氡污染及治理过程中寻找源项的重要手段，是对新型材料、建筑材料等放射性含量特性检验以及判断其是否符合国家标准的一种鉴别方法，也是退役铀矿冶设施治理中废石场和尾矿库防氡覆盖治理的关键。
3.铀和镭是在地球上普遍存在的元素，而氡是由镭衰变产生的。氡也是唯一的放射性气体，氡从物质表面释放到大气中，被称为介质表面的氡析出。氡析出率指的是材料表面单位面积和单位时间内氡的释放量，是材料的化学组分、物理结构与放射特性的综合表现。氡之所以能从介质表面析出并进入大气，通常可分为两大阶段：第一阶段是固体晶格中的镭放出α粒子而衰变成氡，由于核反冲作用，氡原子离开固体晶格进入连通的微裂隙中形成可迁移的氡；第二阶段是上述可移动的氡原子在介质的孔隙、微裂隙和裂隙中通过扩散、渗流、溶解与释放等机制向固体表面运移，最终离开物质表面而进入周围空气。
4.氡析出率测量的基础是氡浓度测量。通常将一个固定体积和底面开口的罩子密封罩在材料介质表面，利用集气罩汇集材料表面析出的氡气，通过氡探测设备探测氡浓度变化情况。其中局部静态法包括累积法、等时间测量法和高压静电收集法，上述方法都是利用氡在集气罩累积初期的线性增长阶段，通过测量时间与氡浓度关系计算氡析出率。由于受到氡放射性衰变、漏气以及反渗透等因素的影响，氡析出率计算方式又可以分为斜率法与有效衰变常数法。有效衰变常数法是将氡放射性衰变、漏气以及反渗透等因素等效为有效衰变常数。
5.上述方法都需要采用集氡罩收集介质表面析出的氡，通过探测器探测不同时段的氡浓度。常规方法通常在同一时段只能对一个点位开展氡析出率监测，数据获取效率较低，且对于现场操作人员有较高的技术水平要求，单一点位氡析出率监测成本较高。通常认为监测过程是在氡浓度增长的直线段，需要取5个氡浓度值以计算氡浓度增长斜率，进而计算氡析出率，但是在氡析出率计算过程中，氡浓度不可能理想化按照线性增长，会非预期性进入非直线段而导致斜率法计算结果不唯一，即5个氡浓度数据点任意两个点位都可以计算出来一个氡析出率结果，且不一致。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种被动式氡析出率测量装置及方法，以降低环境干扰因素的影响，且提高氡析出率数据的获取效率。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.一种被动式氡析出率测量装置，所述装置包括：集氡罩和氡浓度测量单元；所述氡浓度测量单元包括第一电离腔和第一驻极体；
9.所述集氡罩的下缘开口，且与待测介质的表面贴合密封；所述集氡罩用于收集所述待测介质表面析出的氡；
10.所述第一电离腔位于所述集氡罩的内部，且与所述集氡罩的上缘衔接密封；所述第一电离腔的外壁上开设有进气孔；所述进气孔用于将所述集氡罩内收集的氡和氡衰变产生的α粒子过滤至所述第一电离腔内部；α粒子电离所述第一电离腔内的空气，产生正、负电荷；
11.所述第一驻极体位于所述第一电离腔的上缘处；所述第一驻极体用于吸附所述第一电离腔内产生的负电荷，在设定测量时间后形成第一电压降；所述待测介质的氡析出率由所述第一电压降和所述待测介质所处的环境本底的氡浓度计算得到。
12.可选地，所述装置还包括：本底测量单元；所述本底测量单元与所述氡浓度测量单元平行设置；所述本底测量单元包括第二电离腔和第二驻极体；
13.所述第二电离腔位于所述集氡罩的内部，且与所述集氡罩的上缘衔接密封；环境本底的氡在所述第二电离腔内衰变产生α粒子，α粒子电离所述第二电离腔内的空气，产生正、负电荷；
14.所述第二驻极体位于所述第二电离腔的上缘处；所述第二驻极体用于吸附所述第二电离腔内产生的负电荷，在设定测量时间后形成第二电压降；所述第二电压降用于计算所述环境本底的氡浓度。
15.可选地，所述集氡罩为圆柱形空腔结构；所述集氡罩的截面圆形的直径范围为160mm-700mm；所述集氡罩的高度范围为32mm-500mm；所述集氡罩的截面圆形的直径与所述集氡罩的高度的比值范围为0.5-16。
16.可选地，所述装置还包括：提手；所述提手的个数为两个，且对称设置在所述集氡罩的顶面上。
17.可选地，所述装置还包括：静电电压读数计；所述静电电压读数计用于测量所述第一电压降和所述第二电压降。
18.可选地，所述装置还包括：处理器；所述处理器与所述静电电压读数计连接，所述处理器用于获取所述第一电压降和所述第二电压降，根据所述第二电压降计算所述环境本底的氡浓度，并根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的氡析出率。
19.可选地，所述处理器包括：第一计算单元和第二计算单元；所述第一计算单元与所述静电电压读数计连接，所述第二计算单元与所述第一计算单元连接；
20.所述第一计算单元用于获取所述第一电压降和所述第二电压降，根据所述第二电压降计算所述环境本底的氡浓度，并根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的表观氡浓度；所述第二计算单元用于根据所述待测介质的表观氡浓度计算所述待测介质的氡析出率。
21.本发明还提供一种被动式氡析出率测量方法，所述方法应用于上述装置，所述方法包括：
22.获取第一电压降和待测介质所处的环境本底的氡浓度；所述第一电压降由所述第一驻极体在设定测量时间内吸附所述第一电离腔内产生的负电荷后形成；所述负电荷由所述待测介质表面析出的氡经衰变、电离后产生；
23.根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的氡析出率。
24.可选地，所述方法还包括：
25.确定氡析出率变化因子并对所述待测介质的氡析出率进行修正，得到修正后的氡析出率。
26.可选地，所述根据所述第一电压降计算所述待测介质的氡析出率，具体包括：
27.根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的表观氡浓度；
28.根据所述待测介质的表观氡浓度计算所述待测介质的氡析出率。
29.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
30.本发明提供的被动式氡析出率测量装置利用驻极体与电离腔结合形成密闭体系，含氡空气通过电离腔上的进气孔进入电离腔内，氡衰变产生的α粒子在电离腔内电离空气，产生正、负电荷，由于驻极体在电离腔内形成电场，使正电荷被腔体导出，而负电荷被驻极体吸附，因此通过测量驻极体在设定测量时间后的电压降以及待测介质所处环境本底的氡浓度，就能够计算待测介质的氡析出率。本发明以驻极体氡测量装置为基础，通过在电离腔外布置集氡罩，能够降低外界温度、湿度等环境因素对测量结果的影响，提高测量结果的准确率。此外，采用本发明提供的装置及方法可实现一次性布置多个测量点位同时测量氡析出率数据，且测量过程无需专人值守，只需要在开始及结束时分别测量驻极体的电压即可计算得到对应测量点位的氡析出率数据，数据获取效率高。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例提供的被动式氡析出率测量装置的前视剖面图；
33.图2为本发明实施例提供的被动式氡析出率测量装置的俯视图；
34.图3为驻极体氡探测器的示意图。
35.符号说明：集氡罩—1，氡浓度测量单元—2，提手—3，本底测量单元—4，驻极体—5，电离腔—6，进气孔—7。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.本发明的目的是提供一种被动式氡析出率测量装置及方法，具体为一种采用被动式累积氡探测方式测量介质表面氡析出率的装置及方法。能够降低环境干扰因素的影响，且提高氡析出率数据的获取效率，适用于铀矿冶设施场地、农田土壤以及天然放射性材料介质氡析出率测量。
38.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。
39.图1为本发明实施例提供的被动式氡析出率测量装置的前视剖面图。如图1所示，本发明提供的被动式氡析出率测量装置包括：集氡罩1和氡浓度测量单元2；所述氡浓度测量单元2包括第一电离腔和第一驻极体。
40.其中，所述集氡罩1的下缘开口，且与待测介质的表面贴合密封；所述集氡罩1用于收集所述待测介质表面析出的氡。所述第一电离腔位于所述集氡罩1的内部，且与所述集氡罩1的上缘衔接密封；所述第一电离腔的外壁上开设有进气孔；所述进气孔用于将所述集氡罩1内收集的氡和氡衰变产生的α粒子过滤至所述第一电离腔内部；α粒子电离所述第一电离腔内的空气，产生正、负电荷。所述第一驻极体位于所述第一电离腔的上缘处；所述第一驻极体用于吸附所述第一电离腔内产生的负电荷，在设定测量时间后形成第一电压降；所述待测介质的氡析出率由所述第一电压降和所述待测介质所处的环境本底的氡浓度计算得到。所述进气孔优选为带滤膜的进气孔，能够过滤集氡罩1中的氡子体
218
po、钍射气等，并使氡及氡子体衰变产生的α粒子进入第一电离腔内。
41.图2为本发明实施例提供的被动式氡析出率测量装置的俯视图。如图2所示，所述装置进一步还包括：本底测量单元4；所述本底测量单元4与所述氡浓度测量单元2平行设置；所述本底测量单元4包括第二电离腔和第二驻极体。所述第二电离腔位于所述集氡罩1的内部，且与所述集氡罩1的上缘衔接密封；环境本底的氡在所述第二电离腔内衰变产生α粒子，α粒子电离所述第二电离腔内的空气，产生正、负电荷。所述第二驻极体位于所述第二电离腔的上缘处；所述第二驻极体用于吸附所述第二电离腔内产生的负电荷，在设定测量时间后形成第二电压降；所述第二电压降用于计算所述环境本底的氡浓度。
42.其中，所述本底测量单元4的结构可与所述氡浓度测量单元2的结构相同，即在所述第二电离腔的外壁上也设有进气孔。在所测量点位的空气贯穿γ剂量率已知时，所述本底测量单元4也可以作为平行数据采集单元使用。但在所测量点位的空气贯穿γ剂量率未知时，使用时需要将所述第二电离腔上的进气孔用粘土密闭，以消除测量过程中待测介质表面析出的氡对环境本底的氡浓度测量的影响。
43.进一步地，所述装置还包括：静电电压读数计；所述静电电压读数计用于测量所述第一电压降和所述第二电压降。具体地，所述静电电压读数计通过测量所述第一驻极体的初始电压和所述第一驻极体的结束电压确定所述第一电压降；通过测量所述第二驻极体的初始电压和所述第二驻极体的结束电压确定所述第二电压降。
44.优选地，所述装置还包括：处理器；所述处理器与所述静电电压读数计连接，所述处理器用于获取所述第一电压降和所述第二电压降，根据所述第二电压降计算所述环境本底的氡浓度，并根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的氡析出率。
45.具体地，所述处理器包括：第一计算单元和第二计算单元；所述第一计算单元与所述静电电压读数计连接，所述第二计算单元与所述第一计算单元连接。所述第一计算单元用于获取所述第一电压降和所述第二电压降，根据所述第二电压降计算所述环境本底的氡浓度，并根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的表观氡浓度；所述第二计算单元用于根据所述待测介质的表观氡浓度计算所述待测介质的氡析出率。
46.进一步地，所述装置还包括：提手3；所述提手3的个数为两个，且对称设置在所述
集氡罩1的顶面上。
47.作为一种具体的实施方式，所述集氡罩为圆柱形空腔结构。所述集氡罩的截面圆形的直径范围为160mm-700mm；所述集氡罩的高度范围为32mm-500mm；所述集氡罩的截面圆形的直径与所述集氡罩的高度的比值范围为0.5-16。所述第一驻极体及所述第二驻极体均为正电驻极体，且所述第一驻极体及所述第二驻极体的电压均在200v以上。所述集氡罩与所述第一电离腔之间的密封材料及所述集氡罩与所述待测介质之间的密封材料均为氡隔绝密封材料。
48.下面以一个具体实施例对本发明提供的被动式氡析出率测量装置的结构进行详细说明。
49.本发明所提供的被动式氡析出率测量装置以驻极体氡探测器为基础，驻极体氡探测器的示意图如图3所示，包括驻极体5、电离腔6和进气孔7。本发明设计集氡罩1，将驻极体氡探测器中电离腔6安装在集氡罩如图1所示位置，且平行安装两套，其中一套作为氡浓度测量单元2，另一套作为本底测量单元4(若所测量点位空气贯穿γ剂量率已知，另一套驻极体氡探测器亦可以作为平行数据采集单元使用)。
50.具体地，本发明提供的被动式氡析出率测量装置包括集氡罩1(即氡累积腔)、驻极体电离腔(即电离腔6)与正电驻极体(即驻极体5)，以及静电电压读数计。其中，集氡罩1下缘平整便于与所测量介质表面贴合密封，上缘与驻极体电离腔衔接密封，所述集氡罩1上、下缘处所用密封材料应该为氡隔绝密封材料，可采用不含镭或低含镭粘土。集氡罩1为金属或者树脂类材料制成的圆柱形空腔结构，外观与内空腔包括一系列几何结构，截面圆形最小直径为160mm，最大为700mm，高度最小值为32mm，最大值为500mm。其中直径小于350mm的集氡罩1的顶面无法同时布置本底测量驻极体(即第二驻极体)与氡析出率测量驻极体(即第一驻极体)，可采用两套单独集氡罩1平行布置的方式替代，效果相同。为消除扩散反渗透等因素的影响，应通过控制集氡罩1几何构型降低反渗透影响，其中截面圆直径与高度比值应大于0.5，小于16。
51.应根据所测量目标介质氡析出率的可能范围选择集氡罩几何形状，其目的是提高氡析出率测量的精准性，减少驻极体电压浪费。在可判断较低氡析出率测量情况下选择体积较小的集氡罩。在较高的氡析出率测量对象情况下，选择较大几何尺寸的集氡罩。在测量对象信息完全未知情况下，以高度200mm，直径400mm的集氡罩作为本发明标准测量集氡罩开展实验，可根据电压消耗情况优化集氡罩外观尺寸选择。
52.在本实施例中，所述集氡罩1的顶面上对称设置四个固定组件，所述固定组件两两为一组，用于设置提手3；所述提手3的高度均为55mm，两个所述提手之间的垂直距离为200mm。所述固定组件为圆盘状结构，且直径为20mm。所述氡浓度测量单元2与所述本底测量单元4平行设置，且相距185.4mm。所述第一驻极体及所述第二驻极体均为圆盘状结构，且直径均为99mm。所述第一电离腔及所述第二电离腔均为倒扣的碗状结构，且底面直径均为155.4mm。
53.应在正确操作基础上根据驻极体电压降低幅度作为判断依据集氡罩选择合理性的判断依据。对于单次测量，驻极体电压降低为200v以下，驻极体电压降低于20v，或者驻极体电压降低幅度超过500v可以认为测量选择集氡罩的尺寸不合适，在进行该点位附近大范围测量前需要重新选择集氡罩。
54.本发明还提供一种被动式氡析出率测量方法，所述方法应用于上述装置，所述方法包括：
55.步骤s1：获取第一电压降和待测介质所处的环境本底的氡浓度；所述第一电压降由所述第一驻极体在设定测量时间内吸附所述第一电离腔内产生的负电荷后形成；所述负电荷由所述待测介质表面析出的氡经衰变、电离后产生。
56.步骤s2：根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的氡析出率。
57.具体地，所述根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的氡析出率，具体包括：
58.步骤s21：根据所述第一电压降和所述环境本底的氡浓度计算所述待测介质的表观氡浓度，具体公式为：
[0059][0060]
其中，i
a-ja为第一电压降，ia为第一驻极体的初始电压，ja为第一驻极体的结束电压；bg为环境本底的氡浓度，由事先测量得到的所测量点位的空气贯穿γ剂量率计算得到，或由平行布置的本底测量单元测量得到；cf为第一驻极体与第一离子腔组合的计算因数；t为测量时长，即氡的监测累积时长。
[0061]
步骤s22：根据所述待测介质的表观氡浓度计算所述待测介质的氡析出率，具体公式为：
[0062][0063]
其中，j为待测介质的氡析出率，λ为氡的衰变常数，a为集氡罩的有效底面积，v为集氡罩的有效体积，cr为待测介质的表观氡浓度，t为测量时长。
[0064]
进一步地，所述方法还包括：
[0065]
步骤s3：确定氡析出率变化因子并对所述待测介质的氡析出率进行修正，得到修正后的氡析出率。该步骤的具体公式为：
[0066][0067]
k＝(1 n(dm/da)
0.5
)-1
；
[0068]
其中，je为修正后的氡析出率，k为氡析出率变化因子，n为待测介质的孔隙率，dm为待测介质的氡扩散系数，da为氡在空气中的扩散系数。
[0069]
下面从操作过程和计算过程两部分对本发明提供的被动式氡析出率测量方法进行详细论述。
[0070]
1、操作过程
[0071]
驻极体被动式氡析出率测量装置在氡析出率测量时包括准备过程与测量过程。
[0072]
准备过程。在所测量点位准备好对应的集氡罩与驻极体、电离腔。通常一个测量点位需要一个集氡罩、两个在适用电压范围的驻极体(200v以上)与两个电离腔。两套电离腔分别与集氡罩组合密封。
[0073]
首先，在所测量点位测量该环境的空气贯穿γ剂量率。若环境空气贯穿γ剂量率
超过400ngy/h需要提前调查原因消除影响后再开展调查。若无法消除影响，则应选择初始电压超过500v的驻极体开展测量活动。
[0074]
一套电离腔与驻极体组合作为氡浓度测量单元，用于集氡罩内氡表观浓度测量，另一套作为本底测量单元，用于环境本底测量。需要将用于环境本底测量的驻极体电离腔的进气孔用粘土封闭，与氡浓度测量单元同步布置。
[0075]
将被动式氡析出率测量装置布置在预设测量点位。检查装置底部与待测介质表面密封情况，采用压缩氮气吹扫集氡罩内部后安装驻极体氡测量部件电离腔，用静电电位计测量符合要求的驻极体电压后记录时间并布置在电离腔上，重复该操作，将用于本底测量电离腔与驻极体安装在集氡罩，完成一个测量点位上的被动式氡析出率测量装置的布置。更换点位，重复操作至所有测量点位布置完成，测量开始。
[0076]
应做好环境情况记录，包括经纬度、气温、气压、风向、风速等基本信息备用。
[0077]
等待氡累积测量时间直至测量结束。氡累积测量时间应在4小时以上，推荐8小时、24小时累积时间，最长不超过240小时累积时间。测量结束后逐一取下驻极体，用电位计测量驻极体测量结束时的结束电压并记录电压与时间，测量结束。
[0078]
如果测量结束，由于集氡罩的几何尺寸选取不当，或者氡累积时间过长，造成驻极体结束电压低于200v，则应该重新对测量点位开展测量，以提高数据准确性。
[0079]
2、计算过程
[0080]
计算过程包括氡浓度计算和氡析出率计算两部分。
[0081]
(1)氡浓度计算
[0082]
图3为驻极体氡探测器的示意图。如图3所示，驻极体氡探测器由三个部分组成(电压读数计未画出)，驻极体5、电离腔6和电压读数计，其中电离腔6的外壁开设有带滤膜的进气孔7。根据不同的离子腔搭配可进行短期累积氡与环境长期累积氡监测。测量系统对环境的要求低，在湿度rh％＜100％，温度t＜50℃环境中都能开展测量。
[0083]
具体地，驻极体测氡是通过驻极体5与电离腔6结合形成封闭体系，由驻极体与h腔形成电离室，含氡空气通过离子腔壁上的碳涂层高密度聚乙烯合成纸滤膜孔扩散进入电离室，氡子体
218
po等被过滤。氡及氡子体衰变产生的α粒子使电离室内空气电离。由于驻极体5带有700v-780v正电压，在离子腔6中形成电场，α粒子电离生成的次级正电离子被腔体导出，负电离子在驻极体5电场作用下被驻极体5收集，从而导致驻极体5表面电压降低，使用电压读数计读取驻极体5电压前后变化，通过一定时间内驻极体5电压改变值与氡浓度正比关系可计算空气氡浓度。此外，
220
rn的半衰期只有55.6s，无法及时扩散到离子腔内，因此也可以排除钍对测量结果的影响。
[0084]
驻极体测量氡浓度的计算方法如下所示：
[0085][0086][0087]
其中，ia为氡浓度测量驻极体(即第一驻极体)开始测量的电压，ib为本底测量驻极体(即第二驻极体)开始测量的电压，单位为v；ja为氡浓度测量驻极体结束测量的电压，jb为本底测量驻极体结束测量的电压，单位为v；cf为不同驻极体离子腔组合的计算因数，其物
理意义是将电离室置于1bq/m3的浓度环境下单位时间所消耗的电压，单位为(v
·
m3)/(bq
·
s)。t为测量时长，单位为s；式(2)中b1和b2是驻极体材料固有特性参数，具体与驻极体生产时候的参数相关，根据驻极体和离子腔的组合不同而不同。
[0088]
(2)氡析出率计算
[0089]
局部静态法氡析出率测量过程，0时刻集氡罩内氡浓度为c0，若c0经过氮气吹扫近似为0，则t时间氡浓度为：
[0090][0091]
式中，j为所测量介质材料的氡析出率，单位为bq/m2s-1
；a为测量过程的有效测量面积，单位为m2；t为测量时长，单位为s；c(t)为t时间的氡集氡罩内氡浓度bq/m3；v为集氡罩有效体积，包括缓冲累积腔与电离腔体积，可用集氡罩体积减去电离腔实部体积得到，单位为m3；λ为氡的衰变常数，单位为s-1
；根据本发明集氡罩设计以及密封情况反扩散，泄露等引起的氡浓度降低在本发明可以忽略。
[0092]
采用本发明提供的被动式氡析出率测量装置所测得氡浓度数据与t时刻氡浓度不同，而是累积至t时间析出氡与t时间线性增长浓度的氡衰变的综合表现，为此，由(1)式推出t时刻驻极体测量氡浓度cr(t)与氡析出率关系如下所示:
[0093][0094]
则在t时间，表观氡浓度为cr(t)时可计算得到：
[0095][0096]
材料介质在完全自由状况下氡析出与安装集氡罩后处于静态氡析出过程会产生明显的氡析出率下降的变化。氡析出率变化因子k可以由(6)表示，则材料有效的氡析出率je可以由式(7)计算。其中n为待测介质的孔隙率，无量纲；dm为待测介质的氡扩散系数，单位为m2/s，da为氡在空气中的扩散系数(即空气氡扩散系数)。
[0097]
k＝(1 n(dm/da)
0.5
)-1
ꢀꢀ
(6)
[0098][0099]
下面以一个具体实施方式对本发明提供的被动式氡析出率测量装置及方法进行进一步的论述。
[0100]
(一)某地土壤表面氡析出率测量
[0101]
对某地土壤表面进行氡析出率测量。选取某地平整未经人为扰动地面，准备好测量器材。取一套本发明提供的被动式氡析出率测量装置，包括氡累积腔(即集氡罩)，采用两个long-term型驻极体，静电电位计，两套h腔(即电离腔)，其中用于本底测量的驻极体电离腔密封四周空气进气孔。氡累积腔直径为400mm，高度为200mm，形成集氡罩有效底面积a为0.1257m2，有效氡累积体积v为0.02513m3。该腔体组合不存在泄露，λ取值为0.000002s-1
。
[0102]
测量前将装置布置在测量点位后用压缩氮气吹扫腔体约1分钟，安装好两个h腔(电离腔)在集氡罩，测量两个驻极体电压，立即安装在h腔，并记录时间。编号为l233的驻极
体电压为505v，用于本底监测，编号为l215的驻极体电压为702v，用于氡析出率监测，环境空气贯穿γ剂量率为87ngy/h，开始时间为上午8：30。当日下午16：30，约8小时后结束监测，取下两个驻极体测量电压。l233驻极体的结束电压为503v，下降2v，l215驻极体的结束电压为583v，下降119v。
[0103]
通过驻极体氡浓度计算公式可计算得到，表观氡浓度cr(t)为15762.6bq/m。代入式(5)可得：该土壤氡析出率为223.17mbqm-2
s-1
(此处mbq表示毫贝克，即0.001bq)，已知该土壤20℃时氡扩散系数为1.4
×
10-6
，孔隙率0.01，空气氡扩散系数为1.0
×
10-5
，计算得到k为0.9963。则经修正后得到的该土壤的有效氡析出率为224.00mbqm-2
s-1
。
[0104]
(二)某人工建筑材料氡析出率的测量
[0105]
对某人工建筑材料开展表面氡析出率测量，该材料为灰色混合材料，所测量材料长150cm，宽100cm，测量表面平整且密实。将材料测量表面朝上摆放，并安放在室内台架上，准备好测量器材。取一套本发明所述被动式氡析出率测量装置，包括集氡罩，采用两个long-term型驻极体，静电电位计，两套h腔，其中用于本底测量的驻极体电离腔密封四周空气进气孔。集氡罩直径为400mm，高度为200mm，形成集氡罩有效底面积a为0.1257m2，有效氡累积体积v为0.02513m3。该腔体组合不存在泄露，λ取值为0.000002s-1
。
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测量前将两套装置相隔10cm固定在所测量材料表面靠近中心位置，用粘土将腔体下缘与材料表面密封。用压缩氮气吹扫腔体约1分钟，之后测量两个驻极体电压，立即安装在h腔，并记录时间。驻极体(编号：l235)电压为607v，用于本底监测，驻极体(编号：l216)电压为732v，用于氡析出率监测，环境空气贯穿γ剂量率为90ngy/h，测试时间为上午9：00到第二天上午9：00，约24小时后结束监测，取下两个驻极体测量电压。两个驻极体l235驻极体电压为604v，下降3v，l216驻极体电压为602v，下降130v。
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通过驻极体氡浓度计算公式可计算得到，表观氡浓度cr(t)为5678.5bq/m3。代入式(5)可得：该材料氡析出率为27.7mbqm-2
s-1
，由于尚不清楚该材料的氡有效扩散系数，为此无法计算k值进行有效氡析出率修正，类比相似材料，k值通常较为接近1，为此，27.7mbqm-2
s-1
结果可以作为该材料氡析出率测量结果。
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本发明提供一种被动式同时多点位表面氡析出率测量的装置及方法，具体包括装置结构、测量过程和计算方法，可以实现同时采集上百个氡析出率数据，以驻极体氡浓度测量技术为基础，在测量点位布置集氡罩，压缩氮气吹扫后安装驻极体电离腔在集氡罩预留位置上，测量驻极体初始电压记录时间后迅速安装在电离腔上。测量时间大于4小时，测量过程无需值守，测量结束后取下驻极体，用电位计测量驻极体结束电压，并记录时间。电压与时间数据可计算表观氡浓度，进而计算得该点位氡析出率数据。该装置和方法适用于铀矿山工业场地、农田土壤、天然放射性材料、新型建材、新型功能性材料等设施或材料表面氡析出率的大范围测量与调查。
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本发明具有以下技术效果：
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本发明所述氡析出率监测方法可实现一次性布置上百个监测点氡析出率数据同时测量的目的，进一步降低了现场操作人员的专业性要求，装置适用场景范围广泛，受环境因素影响较小，可实现包括铀矿山场地、农田土壤、天然放射性材料等氡析出率水平调查。数据准确性与相关局部静态法氡析出率测量方法处于同一水平，单个点位氡析出率获取成本大幅度降低，氡析出率计算过程进一步简化，消除了斜率法氡析出率计算结果不唯一问
题。
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本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
[0112]
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。