氡的概述
化學元素氡又稱之為氡 ,是一種化學元素。氡通常的單質形態是氡氣,為無色、無嗅、無味的惰性氣體,具有放射性。氡的化學反應不活潑,氡也難以與其他元素髮生反應成為化合物。氡沒有已知的生物作用。因為氡是放射性氣體,當人吸入體內後,氡發生衰變的阿爾法粒子可在人的呼吸系統造成輻射損傷,引發肺癌。而建築材料是室內氡的最主要來源。如花崗岩、磚砂、水泥及石膏之類,特別是含放射性元素的天然石材,最容易釋出氡。
氡的來源
通常稱之為氡的,一般指的是222Rn(符號Rn),它的同位素220Rn稱為釷射氣(Tn)219Rn又叫錒射氣(An),他們的母體都是鐳的同位素,分別對應226Ra、224Ra和223Ra,而子體都是釙、鉛、鉍等的同位素。
圖-1 三大天然放射系的簡化衰變圖
註:括弧內為α離子能量,單位MeV,包括號內指數為分支比。
由於鈾是自然界中分布最廣泛的一種元素,人類的生產實踐又改變了鈾在自然界中的分布,使得環境大氣中氡的來源多樣化,主要來源於:大地、海洋、鈾礦開採和提取、地下水油氣載帶、非鈾礦產和建築材料等的氡析出與氡釋放。
認識氡
氡的特性
氡在標準狀態下是無色無味透明的單原子惰性氣體,密度為9.73kg/m³。當溫度下降到-65℃時變為液體,其密度為5.7X10³kg/m³,汽化熱為4325cal/mol。溫度進一步下降到-71℃時變成閃閃發光的橙黃色固體。
氡氣是天然放射性鈾釷衰變系中鐳同位素的衰變子體,本身亦具有放射性,放出一個α粒子,衰變成為氡子體, 其半衰期為3.825天。
氡的測量可用來探尋鈾釷礦床還可以用來勘探石油,在尋找清潔能源方面有重大意義。我國利用水中氡氣變化預測地震已有40年歷史, 2000年以來國際上又用土壤氛預測地震有新突破。
氡的危害
氡也是導致居民肺癌發生的原因之一,是僅次於吸菸誘發肺癌的第二大因素。近十幾年來, 世界衛生組織宣布人們所受到的天然輻射中50%是由環境中的氡氣造成的,故目前氡氣的測 定已逐漸成為公眾關心的話題。全面了解測氡儀器種類、原理及套用也為人們更加關注。
隨著我國經濟的發展,住宅條件的改善,環境氡問題已越來越突出。自1995年開始,我國相繼頒布了《住房內氡濃度控制標準》(GB/T 16146-1995)、《地下建築氡及氡子體控制標準》(GB 16356-1996)、《民用建築工程室內環境污染控制規範》(GB 50325-2001)、《建築材料放射性核素限量》(GB 6566-2001)、《室內空氣品質標準》(GB/T 18883-2002)和《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18870-2002)等控制氡的國家標準,對居室內和地下建築內的氡濃度水平進行干預。從而促使環境空氣中氡和氡子體的測量和控制得到了迅速的發展,各種新的測量方法和儀器被開發利用。要知道居室內的氡濃度是否超標,就必須進行氡濃度的準確測定。 現階段主要是靠測氡儀來測定氡濃度。
測氡儀的基本知識
基本測 量 知識-放射性活度,氡的活度濃度
1 )放射性活度
單位時間核心素衰變的次數叫放射性活度,其單位用Bq(貝克勒爾)表示
過去習慣用居里(Ci)表示放射性活度單位, 現在已廢除。換算關係為:
1Bq=0.27×10Ci
2 )氡的活度濃度單位:
單位體積中氡的活度叫做氡的活度濃度,因為氡氣屬於“稀有氣體”它實際上在大氣中占的比重極少,難用重量來表達所以我們不提“氡濃度“而提“氡的活度濃度”。
1Bq/m-每立方米空氣中含有1Bq氡氣。
3 )常用的換算關係是:
1Bq/L=1000Bq/m
測氡儀的分類
氡及其放射性子體的測量方法和測量儀器很多, 大約有30多種。
1 )按照測定場合的不同來分類
分為土壤氡的測定方法、空氣中氡的測定方法、水中氡的測定方法三類, 其中每類又包括多
種方法。
2 )根據測氡目的不同、採取的方法不同
利用測氡來探尋鈾釷礦床、找石油、預報地震等, 與環境中或室內氡的測定, 所採用的方法就有所不同。
3 )按照測定同位素種類的不同來分類
直接測量氡氣本身、還是間接地測量氡的第一代子體鐳A(RaA;它就是Po)的放射性,這也是一種分類方法。
4 )根據採樣方式不同來分類
可以用泵抽取部分大氣(或水中氣、壤中氣)所謂“ 抓樣” 來測定, 或者可以採用無源式(被動式) 等待氡氣自己擴散到探測器上並累積一段時間後用探測器去分析。前者稱做暖時法(微分)測量, 而後者稱做累積法(積分)測量。
測氡儀的列舉
氡及子體連續測量儀簡介
氡及子體連續測量儀為可攜式“實時”“連續”測量氡濃度/氡子體與總∂潛能濃度的多功能儀,為“主動式有源”採樣結構,具有典型的優越性,可用於地下工程、礦山井下、旅遊山洞、核設施場所、伴生鈾礦系以及室內環境氡的測量、衛生監督與放射性檢測評價,是一種尋找氡(釷)來源、氡治理、輻射安全評價等所必備的裝置,符合輻射效應委員會就氡子體監測與氡劑量估算的套用研究要求。可即時給出結果,操作簡單,攜帶方便,適合大規模的氡水平調查。
使用條件
a) 環境溫度:-10~45℃
b) 相對濕度:≤95%
c) 供電電源:6V蓄電池,配充電器,電池充電一次可連續工作6小時左右;也可用AC220/50Hz。
主要技術性能
a) 探測器:半導體探測器,具有體積小,回響快,對γ不靈敏。
b) 儀器本底:≤2cpm。靈敏度:1.2×10cps/Bq/m(氡)。
c) 對Pu-α面源的探測效率:40%(2π)。
d) 計數容量99999999;測量範圍:氡/氡子體濃度2-1×10Bq/m,∂潛能濃度:1×10-10J/m。
e) 測量時間間隔: 方式1(氡濃度測量), 方式3(子體與潛能測量)均為26min,即26分給出結果; 方式2為1~100分內據其氡水平高低自行設定定時氡濃度測量;儀器內部已設定為26min,可滿足普通測量的需要;可配置微型印表機輸出數據。
f) 該儀器自動化程度高,可改變參數設定,自動顯示,即時給出結果,設“輸出”功能鍵,內部可存儲100個歷史測量結果。
g) 微型採樣泵:2L/min(內置);Φ30普通濾紙。
h) 尺寸與重量:245*245*255,3Kg.
REM-Ⅲ 氡析出率儀
儀器簡介
REM-Ⅲ型儀是一種可攜式表面氡析出率測量儀,由中國輻射防護研究院研發生產,其造型和結構具有典型的優越性,能“實時”“快速”測量介質表面氡的析出水平,可用於地下工程、礦山井下、旅遊山洞、核設施場所、尾礦庫以及建材、土壤、地面等表面氡析出率測量,是一種尋找氡的來源和氡治理的必備裝置。適合於GB50325《民用建築工程室內環境污染控制規範》(2006年版)要求的土壤表面氡析出率測定,也可在建築施工或裝修前就石材、水泥、塗料等建築材料進行放射性檢測與識別,指導選用優質建材。
技術性能
半導體探測器,靈敏度:1.1×cph/Bq․m(氡)
探測器前有靠靜電作用收集Po離子的鋁膜,採用抽屜式鑲嵌鋁膜結構,實現快速測量(高水平環境),普通環境不需要更換鋁膜
對Pu α面源的探測效率:35%(2π)
計數容量99999999,測量範圍:5×10~10 Bq/(m ·s)
測量時間:方式2為1~120分內據其氡析出率高低自行設定,方式1為連續測量,可保存200個歷史測量值
具有可改變參數設定,自動顯示,可即時給出測量結果等特點
可不使用外置印表機,測量歷史值按輸出鍵即可查出
環境溫度:-5~40℃;相對濕度:≤90%
供電電源:內置6V蓄電池,配有專門充電器
尺寸與重量:290*290*280,6.5Kg
測氡儀用途
廣泛套用於地下工程、礦山井下、旅遊山洞、核設施場所、伴生鈾礦系以及室內環境氡的測量、衛生監督與放射性檢測評價,是一種尋找氡(釷)來源、氡治理、輻射安全評價等尋找氡源,降氡防氡等套用。
環境監測儀器
環境監測儀器是用於監測室內外環境各項參數的儀器總稱,通過對影響環境質量因素的代表值的測定,確定環境質量(或污染程度)及其變化趨勢。 |