【正文】 ?NNx(m) 均勻放射層的射氣分布 0 2 4 6 8 10 N/N∞ 深 度 （ m） 浮土厚度有限時(shí)氡濃度 與深度關(guān)系 K=h=2m h=5m h=10m 離礦層越近，濃度變化梯度越大。 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 2）如果土壤的孔隙度、擴(kuò)散系數(shù)、放射性核素含量等參數(shù)已知，可以按照有關(guān)有關(guān)公式計(jì)算土壤中的射氣濃度。 3）利用射氣分布理論，可以在野外條件下測(cè)定擴(kuò)散系數(shù)。因此，在構(gòu)造發(fā)育地區(qū)，射氣測(cè)量可以發(fā)現(xiàn)埋深較大的礦體。 排氣孔 取樣器 橡皮管 干燥器 探測(cè)器 唧筒 儀器主機(jī) 射氣測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)圖 射氣分布的理論計(jì)算 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 射氣測(cè)量的應(yīng)用 （一） 射氣儀器 FD3017測(cè)氡儀原理框圖 FD3017是一種攜帶式、高靈敏、快速、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)氡儀，它利用靜電場(chǎng)收集氡衰變的第一代子體 RaA（ 218Pb） 作為測(cè)量對(duì)象。如地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探中的普查和詳測(cè)；亦可應(yīng)用于放化測(cè)鐳、尋找地下水源、地震預(yù)報(bào)、環(huán)境保護(hù)、科研教學(xué)等部門的測(cè)試工作。 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 活性炭吸附測(cè)氡法 特性： 具有較高的比表面積（ 700～ 1600m2/g），因此 具有較強(qiáng)的吸附能力。 其它 射氣測(cè)量方法簡(jiǎn)介 工作方法： 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 活性炭吸附測(cè)氡法 1）按一定測(cè)網(wǎng)挖約 50cm的坑； 2）將裝有 10g高吸附率活性炭及 2～ 3g硅膠（干燥劑）的吸附器放入坑中，然后埋好； 3）至少埋置 2天以后取出，并即刻密封，以防止已被吸附的氡解吸； 4）在現(xiàn)場(chǎng)或在實(shí)驗(yàn)室，用帶有 γ探測(cè)器和鉛室的定標(biāo)器測(cè)量活性炭吸附器的 γ 射線照射量率。 其它 射氣測(cè)量方法簡(jiǎn)介 （ 1）概述 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ α 卡 (杯 )測(cè)量 ? α卡法或 α杯法，都是采用可以吸附氡子體的材料，埋在地下一段時(shí)間，當(dāng)所吸附氡的子體達(dá)到一定量后，取出，用低本底 α測(cè)量?jī)x器進(jìn)行 α計(jì)數(shù)測(cè)量，以獲取氡濃度的方法。 ? 1． 挖坑： 逐測(cè)點(diǎn)挖掘深 30－ 40cm的探坑。 ? 3． 測(cè)量： 埋杯一定時(shí)間后，取出探杯，立即將其放入電離室。為了工作方便，一股埋杯時(shí)間可大于 4h，這時(shí)測(cè)量結(jié)果與埋杯時(shí)間近似無關(guān)。 ? 5． 檢查儀器： 施工前后，應(yīng)進(jìn)行儀器性能檢查，保證儀器工作良好，確保野外獲得的數(shù)據(jù)可靠。杯法測(cè)量剖面圖、平面剖面圖或平面等值圖等。如圖 1所示。電離室的探測(cè)面積約500cm2。因此，它比平行板電極容易獲得強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)。電離產(chǎn)生的電子和正、負(fù)離子在靠近收集電極運(yùn)動(dòng)時(shí)容易形成脈沖信號(hào)。電荷在電場(chǎng)中作功，使電極電位發(fā)生變化，由于高壓電極的電位衍定，所以電位變化集中在收集電極上，從而形成了電脈沖。止于離子對(duì)全部被收集，圖中(3)、 (4)是脈沖形成示意圖。而在平行板電離室中，電場(chǎng)分布均勻。因此，當(dāng)微分時(shí)間相同時(shí)，對(duì)微分后的脈沖：脈沖 A和 B可以得到寬度較窄、幅度較大的脈沖信號(hào)，而脈沖 c的幅度則很小。 D50 低本底 α測(cè)量?jī)x 主要技術(shù)指標(biāo) 探測(cè)器有效直徑： 50mm儀器本底：平均不大于 3計(jì)數(shù) /小時(shí)探測(cè)效率：不小于 65%(Pu239源）計(jì)數(shù)容量： 9999（有溢出指示）定時(shí)：自動(dòng)定時(shí)分為30秒、 1分、 2分、 5分、 10分、 20分、30分、 60分、 100分及不控制十檔自檢：分慢檢和快檢信號(hào)，可觀察儀器計(jì)數(shù)部分是否正常。體積：長 250mm*寬 115mm*高210mm重量： 8kg 技術(shù)性能 探測(cè)器有效直徑： 1 1 20三種任選。 測(cè)量效率：對(duì)活性區(qū)面積為 7mm的 Pu源分別不小于 60%（ 2 ）、 65%、70%。 計(jì)數(shù)容量： 9999（有溢出指示）。、 5180。、 30180。、 100180。、1000180。十檔及手控停止。 液晶顯示：計(jì)數(shù)溢出指示，計(jì)數(shù)時(shí)間，電池充電指示。 ? 埋杯最佳時(shí)間： – 根據(jù)氡及其子體的放射性積累特征，埋杯最佳時(shí)間為 4h或大于 4h，不論何種累積測(cè)氡方法，若氡子體收集器埋置時(shí)間小于 ，則只能收集小部分氡子體信息，因此，此時(shí)氡子體的收集量正處于快速增加階段 ,是不穩(wěn)定的；只要埋杯時(shí)間達(dá)到 4h，收集氡的短壽命子體就達(dá)到了飽和量，此后收集到的信息量始終為穩(wěn)定值。 – 計(jì)算采用下列公式 α杯法測(cè)量中的有關(guān)問題 ? 式中， N N2分別為第一、第二次 α測(cè)量獲得的計(jì)數(shù)率；λ是 220Rn的子體 212Pb衰變常數(shù) ()； t是兩次 α測(cè)量的時(shí)間間隔 (h)。由于鈾和釷的地球化學(xué)性質(zhì)不同，以及 222Rn和 220Rn的衰變積累規(guī)律不同， 220Rn主要反映近地表的信息，而 222Rn可以反映地下深部的信息。 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 硅半導(dǎo)體 α 儀測(cè)量 硅半導(dǎo)體 α 儀由 3部分組成：含有硅半導(dǎo)體探測(cè)器的電子探杯、測(cè)量數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器、讀數(shù)儀。埋置時(shí)間 1～ 24小時(shí)。該讀數(shù)可以代表測(cè)點(diǎn)氡濃度高低。國內(nèi)尚未開展。 ? 以 α粒子射入絕緣固體物質(zhì)中時(shí)，在它們經(jīng)過的路徑上所造成物質(zhì)的輻射損傷為探測(cè)對(duì)象。 ? 用于記錄輻射損傷的探測(cè)器一般為塑料，如醋酸纖維（電影膠片）等。 三個(gè)階段： 電離、靜電排斥、彈性松弛發(fā)生應(yīng)變 當(dāng)裂變碎片通過其一絕緣結(jié)晶固體物質(zhì)的晶格時(shí)，就從沿途的原子中奪走電子，產(chǎn)生一條由正離子構(gòu)成的電離區(qū)。 （ 2）輻射損傷形成機(jī)理 具有一定動(dòng)能的質(zhì)子、 α粒子、重離子、宇宙射線等重帶電粒子以及裂變碎片射入絕緣固體物質(zhì)中時(shí)，在它們經(jīng)過的路徑上會(huì)造成物質(zhì)的輻射損傷，留下微弱的痕跡 (僅幾十 )，稱為潛跡。 應(yīng)力區(qū)發(fā)生彈性松弛，使沒有損傷的基質(zhì)又發(fā)生應(yīng)變，這樣就形成了比較穩(wěn)定的輻射損傷區(qū)，這就是潛伏徑跡。用一定的化學(xué)溶劑對(duì)固體物質(zhì)進(jìn)行腐蝕 (蝕刻 )時(shí)，徑跡的圖象就可以顯示出來，直到將它們擴(kuò)大到用普通的光學(xué)顯微鏡就可以直接進(jìn)行觀測(cè)。 ? 基本特征：具有閾特征、不同固體探測(cè)器具有不同的蝕刻特征。 ? 初始電離率既與粒子的電荷數(shù) (原子序數(shù) )、粒子的速度(質(zhì)量和能量 )有關(guān)，也與記載徑跡的物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 不同的帶電拉于的輻射損傷與速度的關(guān)系圖 鋯石 玻璃 磷灰石 云母 裂變碎片在大多絕緣固體物質(zhì)中都可以留下徑跡。 （ 3）固體徑跡探測(cè)器的基本特征－ 2 T（ ℃ ） D（ μ） 固定配方與時(shí)間 t（ m） D（ μ） 固定配方與溫度 t（ m） D（ μ） 固定配方與溫度 醋酸釬維 硝酸釬維 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ ? 醋酸釬維探測(cè)器蝕刻配方 – 22克 NaOH＋ 3克 KMnO4＋ 100毫升 H2O – 28克 KOH＋ 3克 KMnO4＋ 100毫升 H2O ? 硝酸釬維探測(cè)器蝕刻配方 – 26克 NaOH＋ 100毫升 H2O ? 蝕刻程序 – 將野外取回的探測(cè)器（薄膜）洗凈，晾干 – 配置好蝕刻劑 – 將配置好的蝕刻劑放入恒溫鍋，加熱到選定穩(wěn)定 – 將探測(cè)器（薄膜）在蝕刻架上掛好，放入鍋內(nèi)蝕刻到選定時(shí)間 – 將蝕刻好的探測(cè)器（薄膜）取出，用水洗凈，晾干 （ 4） α徑跡蝕刻方法 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 80 84 88 92 96 10 00100200300400500長沙鐵道學(xué)院 α 徑跡測(cè)量剖面 1－第四系， 2－砂巖， 3－斷層充填物， 4－裂隙， 5－鉆孔 測(cè)點(diǎn)號(hào) j/mm2 （ 5）應(yīng)用實(shí)例 尋找基巖裂隙水 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量 －應(yīng)用核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)院－ 氡氣測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定 氡氣測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)定是將一已知濃度的氧氣引入裝探測(cè)器的容器內(nèi)，然后，按照一定規(guī)則進(jìn)行測(cè)量求出測(cè)量系統(tǒng)的讀數(shù)與氡氣濃度的關(guān)系，即標(biāo)定系數(shù)，或稱換算系數(shù)（刻度系數(shù)、校正系數(shù)） 標(biāo)定方法：循環(huán)法、真空法、擴(kuò)散法 第 5章 常規(guī)射氣測(cè)量