矿样氡射气系数γ能谱法的应用及优化研究

发布时间：2020-06-19 15:35

【摘要】：氡是仅次于吸烟导致肺癌的第二大因素,也是人类所受天然辐射照射的主要来源,据相关报道,氡及其子体对人体所产生的照射占人体所受天然照射的50%以上,而矿山工作环境中的氡浓度通常会远高于本底水平,这对矿山工作人员及周边居民的健康带来一定的影响。矿山工作环境中累积的氡主要来源于矿石中放射性核素镭的衰变,镭衰变产生并析出到空气中的氡射气量占镭衰变产生的总氡量的份额即为氡射气系数,因此,氡射气系数的准确测量对于矿山工作环境氡浓度的评估及矿山辐射防护安全就显得尤为重要。根据国际原子能机构333号技术报告以及《中华人民共和国核行业标准—铀矿射气系数测定规范》规定射气法及γ能谱法是实验室测量矿石样品氡射气系数的两种标准测量方法。虽然射气法存在操作繁琐、容易受到周围环境影响及氡浓度累积时间长(大约15天到一个月之久)等缺点,但射气法因具备较高的准确性而一直广泛应用于矿石样品氡射气系数的测量。如今,γ谱仪的各项性能随着谱仪的开发和升级而得到提高,采用γ能谱法也可实现矿石样品氡射气系数的准确测量。在同等准确度下,相比于射气法,γ能谱法以其快速、便捷等优点成为氡射气系数测量的首选方法。本文将γ能谱法应用于矿石样品氡射气系数的实际测量,并根据测量结果验证γ能谱法的可靠性以及高纯锗γ谱仪在测量过程中的稳定性。此外,在实验过程中发现采用常规γ能谱法测量长期密封矿样氡射气系数的操作较为复杂,因此,有必要针对长期密封矿样对常规γ能谱法进行优化。本文利用γ能谱法测得北方某铀矿A、B、C、D四类矿石样品的平均氡射气系数分别为11.97%、27.67%、20.73%、11.525%,该测量结果较为准确可靠,且测量过程中采用的高纯锗γ谱仪具有较好的稳定性。本文针对长期密封矿样,在γ能谱法的基础上建立了一种矿样氡射气系数快速测量方法,该方法可实现长期密封矿样氡射气系数的快速准确测量,将单个样品测量时间由之前的4天缩短至一天,大大提高了单个样品氡射气系数的测量效率。
【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】：TL817.2
【图文】：

放射性衰变链,半衰期

图 1.1 氡及其子体的放射性衰变链图由于235U 的丰度在自然界中很小，且219Rn 半衰期较短大约为 4 秒，其辐射生学意义不大，因此，辐射防护学中所指的氡主要是222Rn 和220Rn。其中222Rn半衰期为 3.82 天，是人类所受天然照射的主要来源，222Rn 及其子体的特性由

装置图,氡射气,射气,装置图

而针对自由氡的测量，研究人员基本上都会搭建一个密闭循环的测量系统，密闭循环测量系统基本结构如图2.1 所示，该系统主要由氡射气累积瓶、转子流量计、高效过滤器、泵以及测氡仪通过管道连接成而成，将待测样品平铺在累积瓶底部，经过 3—7 天乃至一个月的氡累积后，利用测氡仪测出该段时间内累积的自由氡量，根据测得的镭含量及自由氡量计算出样品的氡射气系数[50]。

【参考文献】