活性炭盒法测氡刻度方法研究与软件设计
摘要探讨活性炭盒吸附、高纯锗γ能谱测氡浓度刻度方法及试验步骤;把刻度数据与EERF的数据进行比较,以推广使用范围;设计相关的数据处理软件。该法适合大面积多点布样测量氡析出率,成本低,操作简单。
关键词γ能谱;活性炭盒;氡浓度
氡测量方法很多,本文中活性炭盒法属于被动式采样测量,活性炭盒暴露在测量环境中累积收集氡,吸收到炭粒中的氡衰变成子体沉积其中,用HPGeγ谱仪测量氡子体214Pb(295kev和352kev),214Bi(609kev)的特征γ射线峰,即可计算了暴露期间活性炭吸附的氡量,进而计算出平均氡浓度,操作更加简单,成本低。
活性炭盒的刻度因子依赖于炭盒暴露时间的长短和暴露时吸收的水分,因而刻度时需在不同湿度和温度条件进行大量的测量和计算,美国EERF提供了刻度活性炭盒所需的三个湿度范围(20%、50%、80%)和1-6天暴露的实验数据,该文探讨在试验条件不足时利用EERF的实验数据进行刻度的简便方法,以及设计了相关的计算机软件,可满足活性炭盒法测氡需要。
1 活性炭盒的刻度方法
1.1 方法
活性炭盒是采用塑料或金属制成,直径6~10cm,高3~5cm,内装25~100g活性炭。测量时将已刻度好的活性炭盒放入待测环境中,在暴露2-4天后取出,放置3小时待氡与子体达到平衡后用已刻度好的的γ能谱仪测量进行测量,然后可用下式计算氡浓度
(1)
式中:C是待测环境氡浓度,单位是Bq/m3;N是γ能谱仪测量炭盒样品的净计数率,单位是cps;CF样品炭盒的刻度因子,单位是m3/h;TS样品炭盒暴露时间,单位是h;DF衰变因子,DF=e-λ*t,其中λ是222Rn的衰变常数(λ=0.00755h-1),t为暴露期间中点到开始γ能谱仪测量的时间间隔,单位是h-1;Eff是γ能谱仪探测效率,单位是cps/Bq。而刻度是采用标准源,在已知氡浓度和湿度的氡室进行刻度,按如下公式计算每一活性炭盒的刻度因子:
(2)
其中C为炭盒暴露期间小氡室的平均浓度,可由连续氡测量仪或闪烁室法测出;其余参数含义同公式(1)。
1.2 实验步骤