氡及其子体连续监测仪的研制

• 引言

据UNSCEAR1993年报告的估计，和正常本底地区的广大公众因吸入氡及其子体所致辐射照射的年剂量当量为1.2mSv，约占全部天然辐射致辐射照射的1/2，氡子体是诱发***主要因素之一，氡及其子体的是环境空气中***性的主要贡献者。2002年12月18日我国***部《室内空气质量标准》出台，2003年3月1日实施，此外，有关核设施场所、铀矿山、公共环境等氡污染对***健康的影响也开始受到重视。研制一种新型氡及其子体连续监测仪来满足核设施场所、矿山、井下、室内外环境等的氡水平调查与其剂量估算，以及在科研、环保和卫生防护等职能部门的科学实验与现场应用等，对研究氡的来源与危害，设计防氡降氡方案等都具有重要意义。

• 仪器的测量原理

在抽气过程中，入口滤膜滤掉空气中已有的氡子体，其滤膜上聚集的氡子体被硅探测器所探测进行实时测量；纯氡在通过收集衰变室的过程中又生成新的子体（主要是²¹⁸Po），其中的主要部分由于静电高压的作用下加速聚集到收集衰变室的出口处，被出口处金硅面垒探测器直接探测，由于氡子体的增长遵循固有的积累和衰变规律，通过测出口探测器所得的α计数就可确定氡浓度。

连续运行方式下，在给定计数时间间隔（积分时间）内测量收集室的总计数是此时间间隔的氡气浓度，此期间沉积的子体活度和前一次测量沉积的子体活度的函数。考虑了对本底的扣除；也考虑在高浓度测量以后仪器关机所引起的本底行为；伴随的氡及子体在收集室的残留可能影响下一次测量，也估算了这种残留。

实时测量入口滤膜聚集的氡子体，得出α计数；每取样5分钟就运算一次氡子体α潜能，每个取样时间间隔即据氡浓度估算平衡因子，保存数据并连续测量。

• 仪器的结构

    外部带1500V静电高压的铝制圆柱型收集衰变室（200mm长,Φ150mm,V=3.0L）、3L/min抽气泵、流量传感器、湿度传感器、气流缓冲与干燥装置、特殊设计的气路系统、两个探测器、计数与处理电路、显示与串口通讯、微型打印机等。

                   图1  RHZM-Ⅰ型氡及其子体连续监测仪的组成示意图

3．仪器对氡浓度的变化响应与修正

    在25℃、相对湿度60％的环境条件下，把仪器置于我们自行设计的小型氡室中，迅速开启仪器，其稳定氡气流以3L/min的流量立即由泵吸入收集衰变室，已知从氡室中稳定的氡浓度调节在8000 Bq/m³，使仪器从正常本底测量转换到大于8000 Bq/m³，然后返回。如图3仪器随氡浓度变化的响应。我们还测量浓度几个Bq/m³的室外到高于100Bq/m³的多个场所检验了本底扣除能力，从高浓度到低浓度的测量之间只相隔几分钟的延迟，或者在开始室外测量之前使所测大气衰变几天，仪器的测量结果均较理想。

• 问题与讨论

由收集衰变室所提供的灵敏度和能消除收集室内氡子体沉积贡献的计算方法，确定了仪器的灵活实用性。通过实验与计算得到收集室对²¹⁸PO的收集效率与外加电压的关系曲线，如图4所示，电压超过1500V以后，效率趋于饱和值。图5显示了收集效率受相对湿度的影响比较显著。

对仪器进一步的改进在于对本底的动态扣除，这样可使仪器从高浓度水平测量转换到低浓度测量，而相互间没有干扰，实现快速测量。

天津坤鑫电子仪器有限公司***生产测氡仪，表面污染检测仪，多功能辐射仪，个人剂量报警仪，辐射防护铅衣系列等