本發(fā)明屬于空氣測(cè)氡
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種氡采集裝置及方法。
背景技術(shù)：
：氡氣是一種示蹤劑，它能夠指示地下礦床、地質(zhì)構(gòu)造、地震等等，因此氡氣測(cè)量廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、災(zāi)害地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)等方面。氡氣的放射性對(duì)人體的健康是有害的，十幾年前，美國(guó)環(huán)保局（EPA）在《NATURE》雜志上公開指出：氡是關(guān)系到公共健康的大眾問題；氡氣作為自然放射物存在于土壤、磚、水泥、花崗巖等主要的建筑裝修材料中，被認(rèn)為是僅次于吸煙的第二大致癌因素，世界衛(wèi)生組織已將氡列為使人致癌的19種最主要的物質(zhì)之一?；钚蕴渴且环N多孔性含碳物質(zhì)，其發(fā)達(dá)的微孔構(gòu)造和巨大的比表面積，使其對(duì)許多種物質(zhì)具有較強(qiáng)的吸附能力，并在空氣凈化、廢水治理等許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。由于活性炭對(duì)氡具有很強(qiáng)的吸附能力，對(duì)吸附了氡氣的活性炭進(jìn)行γ測(cè)量，可以推算活性炭所在環(huán)境的氡濃度，目前，活性炭γ能譜測(cè)氡法因其價(jià)格低廉、測(cè)量靈敏度高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)已經(jīng)成為當(dāng)前環(huán)境空氣中主流測(cè)氡方法之一。傳統(tǒng)的測(cè)氡活性炭盒只有一面與空氣接觸，采集效率不高且厚度達(dá)3～5cm，頂層的活性炭對(duì)底層活性炭吸附氡有屏蔽的作用不能忽略，當(dāng)采樣周期較短時(shí)，頂層活性炭吸附氡量多于底層吸附氡量，整個(gè)活性炭層氡吸附的不均勻會(huì)使活性炭吸附氡量與空氣中氡濃度偏離線性關(guān)系，使測(cè)量結(jié)果存在較大誤差。而探測(cè)器測(cè)量時(shí)，吸附氡量較少的底部貼著探頭使得探測(cè)效率較低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種吸附效率高，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確的氡采集裝置及方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種氡采集裝置，其包括采集盒、采集架以及密封盒，所述采集盒為圓柱狀采集盒，圓柱狀采集盒的兩個(gè)軸端面由濾網(wǎng)成型，圓柱狀采集盒內(nèi)填充有活性炭，所述濾網(wǎng)的網(wǎng)孔孔徑小于活性炭粒徑，所述采集架包括梯形底座，梯形底座的短邊連接有用于將所述采集盒嵌入在內(nèi)的收納架，所述密封盒用于將處于非采樣狀態(tài)的采集盒密封在內(nèi)，密封盒包括盒體和盒蓋，盒體和盒蓋通過螺紋連接后形成密閉空間。進(jìn)一步，所述采集架由韌性材料成型，所述韌性材料可以為塑料或其它。所述采集架的梯形底座和收納架一體成型。所述收納架為與采集盒形狀、大小匹配的圓形框。進(jìn)一步，所述采集盒的圓柱狀側(cè)面由鋁質(zhì)材料成型。進(jìn)一步，所述采集盒的兩個(gè)軸端面直徑為45～60mm，采集盒厚度為7～9mm。優(yōu)選的，所述采集盒厚度為7.5mm。所述密封盒由鐵質(zhì)材料成型，密封盒的盒體橫截面以及盒蓋橫截面均為圓形，其大小視采集盒大小而定。本發(fā)明還提供了應(yīng)用所述氡采集裝置進(jìn)行氡采集的方法，具體如下：1）將采集盒從密封盒中取出并置于烘箱中，在120-130℃條件下加熱5-6h，以除去活性炭中的氡氣和水分；2）將采集盒嵌入采集架的收納架中，然后將采集架放入裝有鈾礦石的密閉容器中，最后將已經(jīng)密閉的容器放入溫度已設(shè)置為25℃恒溫的烤箱中，開始氡的采集，采集時(shí)間為2h；3）采集結(jié)束后，打開密閉容器，將采集架取出，然后將采集盒從收納架上取出并放回密封盒內(nèi)密封；4）采集盒在密封盒內(nèi)靜置時(shí)間達(dá)3h后，將上述采集盒放于BH1936低本底多道γ能譜儀的探頭上，將所述采集盒的任一軸端面貼著探頭進(jìn)行活性炭γ測(cè)量，測(cè)量時(shí)間為300s，獲得總γ計(jì)數(shù)（吸附計(jì)數(shù)）；5）測(cè)量BH1936低本底多道γ能譜儀的本底總γ計(jì)數(shù)，測(cè)量時(shí)間為300s，；6）將上述步驟4）獲得的總γ計(jì)數(shù)扣除步驟5）獲得的本底總γ計(jì)數(shù)，得到總γ凈計(jì)數(shù)。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，采樣時(shí)，將采集盒嵌入采集架的收納架中，采集盒的兩個(gè)軸端面都與空氣接觸，能夠?qū)崿F(xiàn)雙面采集，而傳統(tǒng)的測(cè)氡活性炭盒只有一面與空氣接觸，頂層的活性炭對(duì)底層活性炭吸附氡具有屏蔽作用，尤其是當(dāng)采樣周期較短時(shí)，頂層活性炭吸附氡量多于底層吸附氡量，整個(gè)活性炭層氡吸附的不均勻會(huì)使活性炭吸附氡量與空氣中氡濃度偏離線性關(guān)系，使測(cè)量結(jié)果存在較大誤差。本發(fā)明的氡采集裝置，其采集架包括梯形底座，梯形底座的短邊連接有收納架，進(jìn)行氡采集時(shí)，將采集盒嵌入采集架的收納架中，采集盒的兩個(gè)軸端面都與空氣接觸，整個(gè)活性炭層的氡吸附較均勻，克服了傳統(tǒng)的測(cè)氡采集盒活性炭層吸附不均勻的缺陷，使得測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。此外，本發(fā)明還對(duì)采集盒的厚度進(jìn)行了優(yōu)化選擇，確定了最佳的活性炭層厚度，應(yīng)用本發(fā)明的氡采集裝置進(jìn)行氡采集時(shí)，所述采集盒實(shí)行雙面采集，增加了與空氣的接觸面積，厚度適宜，外層活性炭對(duì)內(nèi)層活性炭吸附氡能力的屏蔽效應(yīng)可以忽略，能夠使得整個(gè)活性碳層均勻地吸附氡，且置于低本底γ輻射能譜儀的探頭上具有良好的γ射線探測(cè)效率，提高測(cè)量準(zhǔn)確度的同時(shí)縮短采樣周期50%以上。附圖說明圖1為本發(fā)明氡采集裝置采樣狀態(tài)的示意圖；圖2為本發(fā)明氡采集裝置的采集盒示意圖；圖3為本發(fā)明氡采集裝置的密封盒示意圖；圖4為本發(fā)明氡采集裝置的采集盒厚度與總γ凈計(jì)數(shù)凈關(guān)系曲線。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1如圖1-3之一所示，本發(fā)明的氡采集裝置，其包括采集盒1、采集架2以及密封盒3，所述采集盒1為圓柱狀采集盒，圓柱狀采集盒的兩個(gè)軸端面由濾網(wǎng)11成型，圓柱狀采集盒內(nèi)填充有活性炭4，所述濾網(wǎng)11的網(wǎng)孔孔徑小于活性炭粒徑4，所述采集架2包括梯形底座21，梯形底座21的短邊連接有用于將所述采集盒1嵌入在內(nèi)的收納架22，所述密封盒3用于將處于非采樣狀態(tài)的采集盒1密封在內(nèi)，密封盒3包括盒體32和盒蓋31，盒體32和盒蓋31通過螺紋連接后形成密閉空間。所述采集架2由塑料或其它韌性良好的材料成型，采集架2的梯形底座21和收納架22一體成型，所述收納架22為與采集盒1形狀、大小匹配的圓形框。所述采集盒1的圓柱狀側(cè)面12由鋁質(zhì)材料成型。所述采集盒1的兩個(gè)軸端面直徑為45～60mm，采集盒1厚度為7～9mm，最佳厚度為7.5mm。所述密封盒3由鐵質(zhì)材料成型，密封盒3的盒體32橫截面以及盒蓋31橫截面均為圓形，其大小視采集盒大小而定。實(shí)施例2采集盒的厚度選擇將軸端面直徑一致，厚度不同的采集盒樣品在保持其他條件一致的情況下同時(shí)進(jìn)行氡采集實(shí)驗(yàn)，步驟如下：1）將采集盒從密封盒中取出并置于烘箱中，在120-130℃條件下加熱5-6h，以除去活性炭中的氡氣和水分；2）將采集盒嵌入采集架的收納架中，然后將采集架放入裝有鈾礦石的密閉容器中，最后將已經(jīng)密閉的容器放入溫度已設(shè)置為25℃恒溫的烤箱中，開始氡的采集，采集時(shí)間為2h；3）采集結(jié)束后，打開密閉容器，將采集架取出，然后將采集盒從收納架上取出并放回密封盒內(nèi)密封；4）采集盒在密封盒內(nèi)靜置時(shí)間達(dá)3h后，將上述采集盒放于BH1936低本底多道γ能譜儀的探頭上，將所述采集盒的任一軸端面貼著探頭進(jìn)行活性炭γ測(cè)量，測(cè)量時(shí)間為300s，獲得總γ計(jì)數(shù)（吸附計(jì)數(shù)）；5）測(cè)量BH1936低本底多道γ能譜儀的本底總γ計(jì)數(shù)，測(cè)量時(shí)間為300s，；6）將上述步驟4）獲得的總γ計(jì)數(shù)扣除步驟5）獲得的本底總γ計(jì)數(shù)，得到總γ凈計(jì)數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：表1采集盒吸附氡實(shí)驗(yàn)的總γ計(jì)數(shù)厚度（mm）57.51012.51517.520253035本底總γ計(jì)數(shù)1265130713621284136013291309133813471434吸附計(jì)數(shù)95081027197879577961688838904850077168060總γ凈計(jì)數(shù)8243896484258293825675547595716263696626以采集盒厚度（mm）為橫軸，總γ凈計(jì)數(shù)為縱軸，得到二者之間的關(guān)系曲線如圖4所示。由圖4可以看出，當(dāng)采集盒厚度小于7.5mm時(shí)，總γ凈計(jì)數(shù)隨厚度的增加而增加；當(dāng)采集盒厚度大于7.5mm后，總γ凈計(jì)數(shù)隨厚度的增加而減少。上述結(jié)果說明，在采集盒厚度較小時(shí)，增加采集盒厚度可以有效地增加氡的吸附量進(jìn)而使總γ凈計(jì)數(shù)增加；當(dāng)采集盒厚度達(dá)到某一值，此時(shí)再增加采集盒的厚度并不能有效地增加氡的吸附量，因?yàn)橥鈱踊钚蕴繉?duì)內(nèi)層活性炭吸附氡的屏蔽效應(yīng)不能忽略，使得活性炭不能充分均勻地吸附氡；此外，由于采集盒厚度的增加，探頭對(duì)采集盒的另一軸端面的γ射線探測(cè)效率降低，使得總γ凈計(jì)數(shù)表現(xiàn)為隨采集盒厚度的增加而減少。綜上所述，本發(fā)明最終確定采集盒的厚度為7～9mm，最佳厚度為7.5mm。應(yīng)用本發(fā)明的氡采集裝置進(jìn)行氡采集時(shí)，將采集盒嵌入采集架的收納架中，采集盒的兩個(gè)軸端面都與空氣接觸，即所述采集盒實(shí)行雙面采集，增加了與空氣的接觸面積，整個(gè)活性炭層的氡吸附較均勻，此外采集盒厚度適宜，外層活性炭對(duì)內(nèi)層活性炭吸附氡能力的屏蔽效應(yīng)可以忽略，能夠使得整個(gè)活性碳層均勻地吸附氡，且置于低本底γ輻射能譜儀的探頭上具有良好的γ射線探測(cè)效率，能夠提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3