密闭空间内氡浓度水平分布规律的试验研究.PDF

第36 卷 第11 期 核 技 术 Vol. 36, No.11 2013 年11 月 NUCLEAR TECHNIQUES November 2013 密闭空间内氡浓度水平分布规律的实验研究 赵剑锟 葛良全 邹功江 严 俊 罗耀耀 谷 懿 李秋实 （成都理工大学核技术与自动化工程学院 成都 610059 ） 摘要 氡气运移研究成果表明，氡气的运移具有方向性。为了进一步研究密闭空间内长时间积累条件下水平 方向氡浓度分布规律，根据相似理论，设计出一种基于 CR-39 型固体径迹探测器的测量方法，对水平方向上 氡浓度分布进行了测量。采用最小二乘法拟合方法对不同测量距离影响氡及其子体分布的反扩散系数进行了 拟合，实验研究结果表明，水平方向反扩散系数与测量距离呈负幂函数相关关系，随着测量距离的增加反扩 散效应对氡浓度分布的影响逐渐减弱。通过实验可得在扩散源氡浓度为 45 Bq·m−3 ，水平测量距离为 0–4 cm 时，反扩散系数急剧，之后该系数则趋于稳定。 关键词 氡浓度，密闭空间，反扩散系数，水平测距 中图分类号 TL99 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2013.hjs.36.110404 氡作为一种有效的示踪元素，被广泛运用在铀 算机模拟等理论研究手段难以准确全面地研究其运 矿勘探、油气勘探、工程地质等领域[1−2] ，同时氡气 移的实际规律，之前对氡气扩散迁移的实验研究大 作为一种天然放射性气体受关注的程度也越来越 多是在密闭条件下进行的，由于氡气在密闭空间中 高。一直以来氡气的产生、运移等各个阶段的特征、 长时间扩散积累，随着氡浓度的持续增加，反扩散 机理等都被国内外专家学者作为重要的课题进行过 效应对氡浓度分布规律影响是不可避免的。鉴此， 深入的研究，丹麦Risø 国家实验室针对土壤氡进入 开展对反扩散效应的深入研究，建立反扩散系数修 房屋建筑的运移过程做过详细的数值模拟研究并设 正方程对氡浓度分布理论研究具有重要意义。 计实验确定了压力差(换气率)与氡气积累的相关系 [3−4] 1 基于反扩散效应修正迁移模型的建立 数并在后续开展的全国性调查中试用 。 氡气运移的研究成果表明，氡气的运移具有方 根据 Fick 定理或层状矿体上面射气在均匀非 向性，基于扩散作用和对流作用的氡气迁移模型至 放射性介质中扩散理论[10]，氡气自由扩散分布可由 今仍被认为是研究氡气迁移问题的重要手段。在氡 式(1)描述： 气迁移过程中，如扩散系数、反扩散系数、土壤岩   X 石中镭含量等系数都是进行氡迁移模拟计算的重要 Nx N 0 e D (1) 参数，各实验室设计了很多实验以测定氡气在不同 222 −6 −1 式中， Rn 的衰变常数=2.1×10 s ；常温常压 介质中的相关参数用以建立氡气运移方程。1998 年 222 2 −1 条件下，空气中 Rn 的扩散系数D