小体积氡室关键参数的稳定调控方法

发布时间：2020-06-06 19:50

【摘要】：在人体所受到的天然辐照当中,氡及其子体的剂量贡献占到天然辐射源总剂量的50%以上。与氡子体所致的辐射剂量相比较,氡本身对人体所致的辐射剂量可以忽略不计。为了准确评价氡子体污染水平,国内外开发了多种氡子体监测仪器。氡子体监测仪器测量结果的可靠性与准确性成为了评价氡子体污染水平的关键。因此,建立起一个氡子体状态参数可以稳定调控的装置,用于氡子体监测仪的刻度与性能测试检验,具有很高的应用价值。国外已经建立起体积在30m~3左右的氡室用于氡及其子体的监测设备的刻度校对与性能测试。大体积氡室在子体调控方面具有较好的稳定性和空间分布均匀性。但是大体积氡室为了获得较高的氡及氡子体浓度,使用的氡源活度一般为10~6Bq数量级,调控达到稳定的周期较长,总建成成本较高。为了克服大体积氡室的上述缺点,研究出一种能够满足氡和氡子体测量仪刻度校对与性能测试需求的1m~3左右小体积氡室是有应用价值的。本文首先基于氡子体浓度、未结合态份额和平衡因子在大气环境中的变化规律,建立了一种通过调节小体积氡室总换气率和气溶胶粒子数浓度来调节氡子体浓度、平衡因子和未结合态份额的方法,随后建立了调控技术的物理模型,并采用Matlab模拟计算了小体积氡室内气溶胶粒子数浓度、氡浓度、氡子体浓度、平衡因子和未结合态份额的调控范围。模拟计算的结果表明,在改变氡室总换气率、气溶胶输入浓度和输入流率的情况下,氡室气溶胶粒子数浓度可以在10~8~10~(10)m~(-3)的范围内稳定调控,在改变氡室总换气率和氡源活度的情况下,氡室氡浓度可以在10~2~10~4Bq?m~(-3)的范围内稳定调控;在改变换气率和气溶胶粒子数浓度的方法下,氡室氡子体平衡因子可以在0.02~.025的范围内稳定调控,平衡当量氡浓度可以在10~0~10~3Bq?m~(-3)的范围内稳定调控,未结合态份额可以在5%~60%的范围内稳定调控。研究表明该方法可以在小体积氡室中实现氡子体状态参数的稳定调控,调控范围较为宽泛,满足国家标准ET/J 101096中对氡室氡子体状态参数调控的要求,为建立实用小体积氡室提供了重要参数。
【图文】：

衰变规律

南华大学硕士研究生学位论文()iRaC。Bi214再通过β衰变变成Po214（'RaC）。但 Po214半衰期非s4.6410 ，空气中Po214基本没有存留。氡最后经过一系列衰变成。当物体被氡污染之后，氡的短寿命子体 PoPbBi218214214,,会迅速附，Po214会迅速衰变而损失。因此建立起衰变平衡后，空气中存留是 PoPbBi218214214, ,，本文所研究的小体积氡室中氡子体也PbBi14214 ,。

示意图,氡子体,气溶胶粒子,示意图

第 2 章氡室气溶胶粒子和氡子体的行为2.3 氡子体的扩散吸附规律由于氡可以在氡室中较快的扩散从而均匀分布，，因此氡子体在空间中的分布也会相对而言较为均匀。但是氡衰变产生氡子体均是金属颗粒物，在衰变释放的瞬间并未与气溶胶粒子结合，大部分处于原子状态或分子状态，此时氡子体所处的状态叫做未结合态。氡衰变过程中释放出的高能α粒子会使得母核原子核外电子碰撞出来而使得子体带正电荷，子体粒径大小在几个nm 左右，运动形式主要是扩散。衰变后大约 1 -100s的时间内，未结合态的氡子体会受到布朗运动作用而与空气中的气溶胶粒子结合，此时氡子体就处于结合态。为了描述这一过程，通常使用吸附速率 X (d)表征单位时间内未结合态的氡子体与粒径为d 气溶胶粒子吸附的几率，单位为 1s 。
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TL81

【参考文献】