[发明专利]测定多孔射气介质中氡扩散系数和可运移氡产生率的方法

说明书

本发明公开了一种测定多孔射气介质中氡扩散系数和可运移氡产生率的方法，该方法使用以下装置进行测量：该装置包括测试体、第一集氡空间、第二集氡空间、第一测氡系统和第二测氡系统；在内弧面的内侧设有第一集氡空间，在外弧面的外侧设有第二集氡空间，第一测氡系统与第一集氡空间连通并形成闭合回路，第二测氡系统与第二集氡空间连通并形成闭合回路。本发明提供一种在不需要测量镭含量、密度和孔隙率等物理参数的条件下，确定多孔射气介质氡扩散系数和可运移氡产生率的方法，这样就可以大大减少工作量，而且设备简单，非常便捷。

技术领域

本发明涉及一种测定多孔射气介质中氡扩散系数和可运移氡产生率的方法，属于核辐射探测技术领域。

背景技术

氡是一种无色，无味的放射性惰性气体，比空气重7.5倍。它的半衰期约为3.85天。当人们吸入氡气时，它就会在人体内衰变并释放出α粒子对人的呼吸系统造成辐射损伤，从而引发肺癌。人居环境和工业环境中，氡主要来自含镭介质中的释放，如建筑室内的氡主要来自含镭的建材及地基，地下空间主要来自含镭的维护岩体。为了准确的评价含镭介质氡的迁移与释放能力，多孔介质氡的扩散系数和可运移氡产生率是两个关键的物理参数。

扩散系数作为一个与多孔介质本身孔隙结构、温度和湿度有关的物理量，经常被人们用来描述氡在多孔介质的迁移能力，它的大小影响着多孔射气介质表面的氡析出率的大小。可运移氡产生率是决定多孔射气介质氡释放潜力的重要物理量，它与介质镭含量、孔隙微观结构以及温度和湿度相关。目前测定氡的扩散系数和可运移氡产生率得方法均较复杂，需要测量镭含量、密度、孔隙率、含水率等参数，测量难度和测量工作量均较大。为此，本发明提供一种在不需要测量镭含量、密度和孔隙率等物理参数的条件下，确定多孔射气介质氡扩散系数和可运移氡产生率的方法，这样就可以大大减少工作量，而且设备简单，非常便捷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题有二：一是提供一种准确的解算在多孔介质的氡扩散系数；二是在不需要测量镭含量等参数的情况下，解算射气介质可运移氡产生率。

本发明的技术方案是，提供一种测定多孔射气介质中氡扩散系数的方法，该方法使用以下装置进行测量：该装置包括测试体、第一集氡空间、第二集氡空间、第一测氡系统和第二测氡系统；所述测试体为直柱体，测试体的底面为四分之一圆环，测试体的侧面由两个相对的平面和两个相对的弧面组成，其中靠近圆心的弧面为内弧面，远离圆心的弧面为外弧面；在内弧面的内侧设有第一集氡空间，第一集氡空间用于收集从内弧面析出的氡；在外弧面的外侧设有第二集氡空间，第二集氡空间用于收集从外弧面析出的氡；第一测氡系统与第一集氡空间连通并形成闭合回路，第二测氡系统与第二集氡空间连通并形成闭合回路；

第一集氡空间和第二集氡空间为相对密闭的空间，通过管道与测氡仪及其他结构(气体流量计、干燥装置、过滤装置等)连通组成第一、第二测氡系统。

该方法根据以下公式计算多孔射气介质中氡扩散系数D：

其中：

I₀、I₁分别表示第一类0阶、1阶虚宗量Bessel函数；

K₀、K₁分别表示第二类0阶、1阶虚宗量Bessel函数；

r₁表示圆环中内圆弧的半径；r₂表示圆环中外圆弧的半径；

J₁、J₂分别表示内弧面、外弧面的氡析出率；