【正文】 ..... 12 累積測(cè)量方法 ................................................................................. 13 測(cè)量?jī)x器及測(cè)量原理 ................................................................................ 13 測(cè)量?jī)x器的選擇 ............................................................................ 13 測(cè)量原理 ........................................................................................ 14 4 東華理工大學(xué)空氣中氡濃度評(píng)價(jià) ................................................................................. 16 大氣氡日變化規(guī)律。 .......................................................................................... 16 室外氡濃度評(píng)價(jià) ................................................................................................... 17 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 室內(nèi)氡濃度評(píng)價(jià) ................................................................................................... 19 年均有效劑量評(píng)價(jià) ............................................................................................... 21 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 23 致 謝 ................................................................................................................................. 25 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 26 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 引言 1 1 引言 研究的意義 隨著生活水平的提高和環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng) , 人們?cè)絹?lái)越關(guān)注自己的生活空間。氡普遍存在于我們的生活空間中 ,并且氡氣是存在于室內(nèi)空氣中的最危險(xiǎn)的氣體之一。氡及其子體是人類(lèi)所受到的來(lái)自天然輻射的主要輻射照射源 ,對(duì)公眾產(chǎn)生不可避免的持續(xù)照射 , 其所致劑量每人年均 , 占天然輻射的 54 %。流行病學(xué)研究表明 :氡及其子體的吸入是礦工肺癌發(fā)病的主要原因，亦即氡和它的衰變子體能停留在肺細(xì)胞組織內(nèi)，在其衰變過(guò)程中輻射出α粒子，破壞細(xì)胞核中的 DNA 分子，從而導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。 科學(xué)家測(cè)算，如果生活在室內(nèi)氡濃度為 200 Bq/ 的環(huán)境中，相當(dāng)于每人每天吸煙 15 根，氡是世界衛(wèi)生組織確認(rèn)的主要環(huán)境致癌物之一，是除吸煙以外的引起肺癌的第二大因素。同時(shí)，氡在液體和脂肪中有較高的溶解度，它會(huì)聚集在脂肪較多的器官中，并衰變產(chǎn)生氡子體，造成對(duì)人體的危害。α、β射線的外照射能損傷人體五官，產(chǎn)生皮膚干燥，毛發(fā)脫落等病變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起皮膚癌。醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，氡氣還可能引起白血病、不孕不育、胎兒畸形遺傳等后果。 室內(nèi)氡的輻射危害問(wèn)題已成為公眾敏感的話題。 校園作為一個(gè)文化傳播區(qū)，校園環(huán)境的好與壞直接影響著學(xué)校每一位師生的健 康和正常的教學(xué)工作。東華理工大學(xué)是一所以研究地質(zhì)和礦物為主的學(xué)校內(nèi)，會(huì)儲(chǔ)藏一些鈾礦石，可能會(huì)引起校園內(nèi)空氣中氡濃度含量偏高。在這種校園環(huán)境的背景下 ,正確地認(rèn)識(shí)氡的危害 ,科學(xué)地進(jìn)行評(píng)價(jià) ,將具有有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)外研究現(xiàn)狀 氡無(wú)處不在，直到上世紀(jì) 50 年代氡及其子體引起肺癌的問(wèn)題才引起人們的重視，從而揭開(kāi)了從 15 世紀(jì)就非常嚴(yán)重地流行于德國(guó)斯尼伯格和捷克亞希莫夫礦區(qū)的“斯尼伯格礦山病”的神秘面紗。也是從那時(shí)起，世界上許多國(guó)家對(duì)鈾礦山和非鈾礦山氡的危害才引起重視。上世紀(jì) 50 年代末， 人們認(rèn)識(shí)到生活環(huán)境中的氡同樣對(duì)人的身體健康產(chǎn)生危害，從這時(shí)開(kāi)始才有人對(duì)生活環(huán)境中的氡尤其是室內(nèi)氡的危害進(jìn)行研究。 聯(lián)合國(guó)輻射效應(yīng)委員會(huì) (UNSCEAR)1982 年指出，天然輻射源所致總有效劑量當(dāng)量中的大約一半是吸入氡及其子體引起的。 1987 年國(guó)際放射性輻射性防護(hù)委員會(huì) (CIRP)東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 引言 2 第 50 號(hào)報(bào)告對(duì)于“室內(nèi)氡可以誘發(fā)肺癌”問(wèn)題作了專(zhuān)門(mén)的論述。于 1993 年公布了第 65號(hào)出版物“住宅和工作場(chǎng)所 氡 的防護(hù)”一書(shū)，書(shū)中提出了對(duì)氡的新認(rèn)識(shí)，獲得了有關(guān)暴露于氡的礦工肺癌超額危險(xiǎn)的令人信服的流行病學(xué)證據(jù)。世界衛(wèi)生組織 (WHO)國(guó) 際癌癥研究中心以動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明了氡是當(dāng)前認(rèn)識(shí)到的最重要的致癌物質(zhì)之一。最新研究結(jié)果表明，全球髓性白血病患者中，有 25%與氡輻射有關(guān)。除了肺癌和白血病，還有胃癌、皮膚癌以及在兒童中出現(xiàn)的某些癌癥，都與氡暴露密切相關(guān)。由于各國(guó)科學(xué)家和公眾都非常關(guān)心室內(nèi)氡污染問(wèn)題，各國(guó)環(huán)境機(jī)構(gòu)和衛(wèi)生組織、環(huán)境地質(zhì)研究人員，相繼開(kāi)展了多方面的調(diào)查和研究，形成了所謂的“氡”熱。 從上世紀(jì) 80 年代起，美國(guó)、瑞典、英國(guó)等世界上許多國(guó)家在全國(guó)性的氡濃度水平調(diào)查及對(duì)氡的危害治理進(jìn)行了大量研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì) (ICRP)建議書(shū)和 自己國(guó)情，制定了建筑物室內(nèi)氡防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)指導(dǎo)和規(guī)劃環(huán)境氡及室內(nèi)空氣污染的監(jiān)測(cè)與治理工作。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國(guó)對(duì)室內(nèi)氡濃度研究起步比較晚，早期的氡研究主要在鈾礦山和部分非鈾礦山的輻射防護(hù)，進(jìn)入 80 年代，我國(guó)也開(kāi)展了室內(nèi)環(huán)境與氡濃度的研究與調(diào)查， 1988 年，我國(guó)在湖南省衡陽(yáng)核工業(yè)第六研究所建立了我國(guó)第一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氡室，并于 1990 年通過(guò)了國(guó)際計(jì)量考核，被評(píng)為一級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)， 1995 年被評(píng)為國(guó)際氡計(jì)量組織的亞洲區(qū)域協(xié)調(diào)實(shí)驗(yàn)室， 1999 年獲得國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局授權(quán)，面向全國(guó)開(kāi)展氡及測(cè)量?jī)x的刻度與測(cè)試，為以后頒布 氡濃度標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量方法奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 我國(guó)室內(nèi)氡濃度先后做過(guò)兩次調(diào)查，第一次是上世紀(jì) 8090 年代，涉及 9967 所住宅，第二次是 2021 年 2021 年抽樣調(diào)查，范圍涉及 17 個(gè)省的 20 個(gè)市 6 個(gè)縣，測(cè)量住宅3098 座，結(jié)果是氡濃度超過(guò) 200 Bq/ 的占 %，超過(guò) 400 Bq/ 的占 %。第一次的總平均值是 Bq/ ，第二次是 Bq/ ，增幅為上一次的 倍。國(guó)家環(huán)?？偩钟?1993 年制定了《環(huán)境空氣中氡的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法》（ GB/T145821993）； 1995 年制定了《住房?jī)?nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)》（ GB91961988）； 2021 年制定了《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（ GB503252021），并在 2021 年 10 月 1 日起，正式施行《放射性污染防治法》（中華人民共和國(guó)第六號(hào)主席令）， 2021 年 4 月 1 日實(shí)施《室內(nèi)氡及其衰變產(chǎn)物測(cè)量規(guī)范》（ GBZ/T1822021），表明我國(guó)對(duì)環(huán)境氡及其子體危害越來(lái)越重視。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 引言 3 研究的內(nèi)容 本課題將 對(duì)東華理工大學(xué)的建筑（教室、宿舍、辦公場(chǎng)所和地下 建筑）內(nèi)人群聚集和流動(dòng)頻繁的場(chǎng)所開(kāi)展室內(nèi)環(huán)境空氣中氡濃度的調(diào)查和校園內(nèi)室外環(huán)境空氣中氡濃度調(diào)查，根據(jù)環(huán)境空氣氡濃度的測(cè)量數(shù)據(jù)，分析東華理工大學(xué)室內(nèi)和室外環(huán)境空氣中氡濃度分布，評(píng)價(jià)東華理工大學(xué)輻射環(huán)境中氡濃度分布水平狀況，為 校園內(nèi)的氡濃度 作出科學(xué)評(píng)價(jià) 。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 氡的理論基礎(chǔ) 4 2 氡的理論基礎(chǔ) 氡的基本特性 氡的物理性質(zhì) 氡是由鐳衰變產(chǎn)生的自然界唯一的無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的天然放射性惰性氣體，隨著溫度的變化，氡存在有三種狀態(tài)變化。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣態(tài)氡的密度為 ，約為空氣的 倍，熔點(diǎn)為 71℃，沸點(diǎn)為 ℃；在溫度為 65℃和 101325Pa 壓力下，轉(zhuǎn)化為液態(tài)，起初是無(wú)色透明的，然后由于衰變產(chǎn)物逐漸變渾，它能使容器的玻璃壁發(fā)綠色熒光，其密度為 cm3；溫度大約為 130℃時(shí)，液態(tài)氡轉(zhuǎn)化為固態(tài)，固態(tài)氡不透明，能發(fā)出明亮的淺藍(lán)色光。臨界溫度為 +℃。 氡微溶于水和血液，易溶于煤油、汽油、苯、甲苯、二硫化碳等有機(jī)溶劑，特別能溶于脂肪，其溶解系數(shù) (液體中與空氣中之比值 )與溫度、壓力有密切關(guān)系。氡在脂肪中的溶解度比水中高 120 倍，氡在人體中的毒理與這一特征有一定的關(guān)系。氡在水中的溶解度隨溫度的升高而降低，但溫度在 70℃以上，溶解系數(shù)變化不大，既在 70100℃范圍內(nèi)，氡只有 10%左右含在水中。在不同程度上氡能被許多固體物質(zhì)所吸附，其中尤以煤、橡膠、蠟、石蠟等最為突出，吸附力最強(qiáng)的是各種活性炭，因?yàn)樗写篌w積的微孔隙，總表面積也最大，有人指出，用 活性炭能全部吸附 10100Bq 氡，因此，可利用活性炭的吸附特點(diǎn)作空氣中氡的測(cè)定；其次是橡膠、石蠟等；巖石中的粘土也是很好的氡吸附劑；金屬則是很弱的氡吸附劑，玻璃更弱。溫度對(duì)氡 的吸附也是有影響的，低溫時(shí)氡易被吸附，如在 180℃時(shí)，氡可以全部被吸附 。 氡的化學(xué)性質(zhì) 氡的原子序數(shù) 86，是周期表中第六周期的零族元素，是惰性氣體族 (He、 Ne、 Ar、Kr、 Xe、 Rn)的最后一個(gè)元素，也是氣體中最重的一個(gè)元素。氡是鈾衰變系中常溫下唯一的氣態(tài)元素。氡的電子構(gòu)型為 6 6 。氡不能離解為離子，是個(gè)典型的親氣元素，一般呈氣體形式存 在。其主要化學(xué)參數(shù) 參見(jiàn)表 21。 氡是化學(xué)性質(zhì)不活潑的惰性氣體，不能形成具有離子鍵和原子鍵的化合物，不能形成鹽 、氧化物和通常的分子。但 1936 年， Rn 6 O，氡結(jié)晶水合物是比較不穩(wěn)定的。在可能形成絡(luò)合物方面，氡在惰性氣體中占有最先地位。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 氡的理論基礎(chǔ) 5 表 21 氡的化學(xué)參數(shù) 元素 原子序數(shù) 原子量 原子容積g/L 熔點(diǎn)℃ 沸點(diǎn)℃ Rn 86 222 71 地表豐度 地球化學(xué)電價(jià) 電離勢(shì) eV 電子構(gòu)型 7 0 6 6 氡的 輻射 性質(zhì) 氡是鐳核衰變 的中間產(chǎn)物，現(xiàn)在已知的共有 27 種氡的同位素和 3 種同質(zhì)異能素，質(zhì)量數(shù)為 200226。自然界中存在最重要的三種氡放射性同位素，即他們分別來(lái)自于三個(gè)天然放射性系列：鈾系、釷系和錒系。氡及其子體的輻射特性參見(jiàn)表 22 和表 23。 表 22 天然放射系中氡同位素的主要輻射性質(zhì) 同位素 習(xí)用名稱(chēng) 衰變方式 半衰期 粒子能量（ MeV） 所屬放射系 錒射氣（ An） α （ %）（ %） （ %） 錒系 釷射氣（ Tn） α 釷系 鐳射氣（ Ra） α 鈾系 表 23 天然放射系中氡及子體的主要輻射特性 U238 衰變鏈 Th232 衰變鏈 U235 衰變鏈 核素 半衰期 α粒子 能量 核素 半衰期 α粒子 能量 核素 半衰期 α粒子 能量 6 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 氡的理論基礎(chǔ) 6 β ,γ β ,γ β ,γ 164μs 氡的來(lái)源 室外空氣中氡的來(lái)源