[发明专利]开环式测量水中镭浓度的方法

说明书

开环式测量水中镭浓度的装置及方法，测量装置包括水样测量瓶、瓶盖、进气管套、出气管套、进气管、出气管、气泵及测氡仪。出气管套及出气管套分别安装在瓶盖上，进气管插在进气管套上，出气管插在出气管套上，出气管通过软管与气泵的进气端连接，气泵的出气端通过软管与测氡仪的进气端连接。测量时，将测量装置放置在恒温环境中，气泵以一定流率控制空气进入水样测量瓶鼓泡，将待测水样中的氡携带出来，通过出气管进入气泵，然后进入测氡仪测得气态氡浓度。再根据环境温度、待测水样的体积、气泵的流率以及测氡仪的读数计算出水样中的镭浓度。

技术领域

本发明涉及一种核辐射探测技术，特别是一种开环式测量水中镭浓度的方法。

背景技术

镭(Ra-226)是一种极毒的亲骨性α放射性核素，它在体内的大量沉积会诱发骨癌或白血病，从而危害人体健康。镭(Ra-226)在地下水活度普遍较高，比一般的地表水(河水、湖水、海水等)的活度高1-2个数量级；世界上许多地区的饮用水源是地下水，部分地区地下水中天然含有高浓度的镭元素或随着不同矿产例如铀矿山等的开采有大量的镭元素活化释放进入到地下水，使得人们在使用地下水做饮用水源时存在较大的安全隐患，因而在进行饮用水源选取时需要对当地的地下水中含有的镭元素的浓度进行长期的监测。现有技术水中镭元素浓度的测量装置及测量方法复杂且测量时间长，需要一种可实现快速测量水中镭浓度的装置及方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种开环式测量水中镭浓度的方法，利用该方法能快速得到较准确的水中镭浓度。

本发明的技术方案是：开环式测量水中镭浓度的方法，基于开环式测量水中镭浓度的装置，该装置包括水样测量瓶、瓶盖、进气管套、出气管套、进气管、出气管、气泵及测氡仪。进气管套及出气管套分别安装在瓶盖上，进气管插在进气管套上，出气管插在出气管套上，出气管通过软管与气泵的进气端连接，气泵的出气端通过软管与测氡仪的进气端连接；

包括测量过程和计算过程，其具体步骤如下：

一、测量过程

A、将开环式测量水中镭浓度测量装置放置在恒温的环境，并测量环境温度；

B、将待测水样倒入水样测量瓶内，并盖紧瓶盖，进气管的出气口在待测水样内并靠近水样测量瓶的瓶底，出气管的进气口位于待测水样液面上；

C、启动气泵，控制气泵的流率使得空气通过进气管进入待测样水中鼓泡，同时将待测样水中的氡携带出来，通过出气管进入气泵，然后进入测氡仪；

D、测氡仪测量气态氡浓度。

二、计算过程

根据环境温度、待测水样的体积、气泵的流率以及测氡仪的读数计算水样中的镭浓度。

其具体计算步骤如下：待测水样中的氡来源于水中镭的衰变，由于泵的流率较大，能够认为开环气路中气态氡浓度相等；设待测水样的体积为V，待测水样中镭活度为A_Ra，则待测水样中镭浓度C_Ra为：

C_Ra＝A_Ra/V (1)

待测水样中氡浓度C’_Rn的变化规律为：

dC'_Rn/dt＝C_Raλ_Rn-LC_Rn/V (2)

式中λ_Rn是氡的衰变常数，C_Rn是开环气路中氡的浓度，L为气泵的流率；

根据测量时的温度可以查表得到水氡与气态氡平衡时的浓度比X，有：

C'_Rn＝XC_Rn (3)