活性碳吸附测氡仪使用手册.docx

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活性碳吸附测氡仪使用手册

活性炭吸附测氡仪使用手册

一、方法的基本原理

活性炭盒法是被动式采样，能测量出采样期间内的的平均氡浓度。

活性炭对氡气具有良好的吸附性能及稳定的化学性能，吸附的氡衰变产生的短寿命子体放出γ射线，用低本底多道γ能谱仪测定它的几个特征峰或积分γ谱段的计数率，经本底修正，根据氡室标定曲线对不同采样时间测得的γ净计数率进行湿度修正和氡的衰变时间修正，可得到被测的氡浓度。

由于采样时间一般取48小时（至少24小时），这样能够避免昼夜氡浓度变化的影响，测得的是被测室内48小时的平均氡浓度。

本方法比瞬时测量法测得的氡浓度值更具代表性。

在标准氡室内进行了不同吸附时间（12、24、48和72小时）、不同空气湿度的氡吸附试验。

12、24、48小时各有3个实验点，72小时只有1个实验点，每个试验点有3个活性炭盒平行数据的平均值。

分别用12、24、48小时的试验数据对吸水量作图，得出如下3个图表：

图一、12小时吸水量对氡吸附的影响

图二、24小时吸水量对氡吸附的影响

图三、48小时吸水量对氡吸附的影响

由以上的3个图表可以得出不同吸附时间（12、24和48小时）推出的0吸水量时的氡吸附响应系数a0和归一化的水分影响因子C1,C2和C3。

用水分影响因子C1,C2和C3对吸附时间作图：

图四、归一化的水分影响因子随时间的变化

归一化的水分影响因子随时间的对数成线性变化：

Kw=K1*log（T）–K0

（1）

氡吸附响应系数a0对时间作图，得出：

图五、氡吸附响应系数a0与时间的关系

变换座标后曲线为：

图六、氡吸附响应系数a0与时间的关系

综合以上数据可以得出如下计算公式：

Cpm/CRn=KRn*T1b*（1+Kw*W）*e-T2

（2）

式中：

Cpm为活性炭的净计数率（cpm）

CRn空气中的氡浓度（Bq/M3）

KRn为活性炭的氡吸附系数

T1为吸附时间（小时）

b为氡的累积指数

T2为衰变时间（小时）

为氡的衰变常数（7.55x10-3h-1）。

W为吸水量（克）

Kw=K1*log（T1）-K0，为水分修正系数，见表四和式

（1）。

这样测得活性炭的计数，并输入吸附时间T1,衰变时间T2和吸水量W，即可计算出空气中的氡浓度。

下表是用氡室试验数据的计算结果与试验值的比较：

计算值（Cpm/CRn）

0.87

0.81

1.07

1.35

1.26

1.13

1.83

1.81

1.79

2.34

实验值（Cpm/CRn）

0.84

0.83

1.13

1.33

1.23

1.13

1.84

1.82

1.79

2.35

以此表数据作图并进行相关性验证：

图七：

计算结果与试验值的比较

以上结果表明，计算结果与试验值完全吻合，最大偏差小于4%。

二、活性炭盒吸附氡的基本要求

（一）设备与材料

1．采样活性炭盒：

塑料盒大小Ф100mm×50mm（高），可装100克的活性炭。

盒内壁中上部有螺纹，带螺纹的金属网罩可以拧入。

盒盖内壁底部周边有橡胶圈可以压紧密封。

活性炭测量盒见下图：

2．椰壳炭：

CTH-8椰壳活性炭，比表面积为1000-1300m2/g。

3．天平：

感量0.1克，量程300克。

4．烘箱：

温度150℃，一批次可烘20个活性炭盒。

5．低本底多道γ能谱仪：

3英寸NaI（Tl）探测器配多道脉冲幅度分析器，并配有壁厚10cm的铅屏蔽室。

6．40目的筛网用于过筛炭末。

7．用于密封采样盒的胶带。

（二）活性炭盒的制备

1．烘活性炭：

目的是去除活性炭中的潮气和残存的氡气，烘的方法有两种：

1）将活性炭集中放在一个铁盘内进行烘烤，然后称重分装到塑料盒里。

此法的优点是各盒的活性炭本底计数一致性较好。

但应注意烘好的活性炭在保存和称重过程中容易受潮。

较干燥地区可选择这种方法。

2）先为每个铁盒各称取100克活性炭，开盖放入烘箱内烘烤。

烘干后将其对口倒入塑料盒中，拧紧塑料盒盖，避免活性炭与空气的接触时间过长。

这很适应于在较潮湿的地区使用。

但应注意各铁盒活性炭在烘烤后本底计数的一致性问题。

3）烘烤要求：

将活性炭放入烘箱内，在120℃下烘拷7小时，然后关闭高温箱电源，使活性炭降温冷却。

2．活性炭装盒

1）把铁盒中烘好的活性炭直接对口倒入塑料盒中，先拧紧金属网罩，再将盒盖拧紧，立即称盒总重量并作记录。

若较长时间才用，要用胶带密封。

2）在铁盘中烘的活性炭冷却后，放入磨口瓶中待用。

采集前称100克活性炭倒入塑料盒中，先拧紧内部的金属网罩，再拧紧盒盖，立即称盒总重量并记录。

3）给活性炭盒体和盒盖贴编号标签。

（三）活性碳盒的分布和吸附时间

1．在待测现场取掉密封胶带，打开盒盖；

2．把活性炭盒放在采样点上，并记录采样点的位置、盒的编号、开始采样的日期和时间。

3．选择的采样位置应避免在门窗附近，尽量选在通风最差，空气不易流动的地方，采样点距墙壁1米远，高度距室内地面约0.5-1.5米之间。

4．活性炭盒可放在桌子或架子上，敞开面向上，上方不要有其它物体遮挡。

5．在整个采样期间，所在的房间门窗必须关闭，取样时打开门的时间要尽量短，以保持密闭环境。

6．活性炭吸附氡采集时间推荐为48小时。

（四）活性炭盒的回收和测量

1．采集时间结束时，将活性碳盒按其编号上盖拧紧，贴上密封胶带。

记录取样的日期和时间，送回实验室，称吸附后盒的总重量并作记录。

2．活性碳盒放置3小时之后开始测量。

（五）分析活性碳采集样品的测量准备工作

1．在采集前，先对即将布点放置的活性炭盒分别测量本底，将每个本底谱以文件形式存盘，测量时间推荐为20分钟。

如果采用抽样本底谱，须测3个活性炭盒的空白本底，取其中中间值的一个作为该批样品盒的公用本底谱。

2．测量吸附氡后各样品盒的γ谱，并以文件形式存盘，测量时间推荐为20分钟。

3．测量（或确认已测过）环境氡专用标样的标准谱，并以文件形式存盘。

4．测量（或确认已测过）仪器本底谱，并以文件形式存盘。

三．分析样品氡浓度

1．开机予热30分钟

2．启动多道低本底伽玛谱仪操作界面：

点击“活性炭测空气氡”按键，屏幕显示活性炭测空气氡界面：

3．设置：

点击设置按键，即出现如下对话框：

1）设置定义

在活性碳吸附测氡分析样品时要用到几个参量，而这些参量一般是不变的，称为隐含或默认值，主要有：

活性碳净重：

装入样品盒的活性碳量，隐含值为100g。

氡浓度限定值（Bq/M3）：

室内环境氡国标控制标准值，用作判定分析结果是否超标。

隐含吸附时间（Hr）：

样品采样时间。

隐含衰变时间（Hr）：

。

采样结束至开始测量该样品所间隔的时间。

标准源标定净计数率（cpm）：

仪器出厂标称值，用于仪器校正。

仪器空本底（cpm）测标准源时须扣除的本底值，不必经常测量，送入一次后可以长期使用。

2）查看和修改设置

单击“设置”，进入设置测氡参数界面。

可根据常规工作需要修改当前的参数值，确认后,单击“OK”返回活性碳吸附测氡的操作界面。

若不修改或放弃修改，单击“Cancel”,返回活性碳吸附测氡的操作界面。

4．分析

在活性碳吸附测氡的操作界面上有如下按键和对话编辑框可以使用：

●样品谱按键：

点击后立即出现如下文件选择框：

从中可以选择样品谱的文件类型和文件名。

选中打开谱文件以后，将自动进行积分计数，净计数，计数率，净计数率和氡浓度的计算和显示。

样品谱的文件名将显示在按键上。

●本底谱按键：

点击后立即出现与上面相同的文件选择框，从中选择本底谱的文件类型和文件名。

选中打开谱文件以后，将自动计算本底计数率，并重新计算样品的净计数，净计数率和氡浓度。

这些数据将被更新显示。

本底谱的文件名将显示在按键上。

●标准源按键：

点击后立即出现与上面相同的文件选择框，从中选择所测标准源谱的文件类型和文件名。

选中打开谱文件以后，标准源的计数率将扣除设置的空本底，显示出标准源的净计数率。

以此计数率与设定的标准源净计数率相比，得出仪器的效率修正系数。

●采样开始日期时间设定：

这些对话框在时间参数栏内：

点击日期选择栏，即弹出如下日期选择框：

从中点击选择正确的日期即可。

时间时分的设定如下图所示：

用鼠标选取正确时间即可。

●采样结束日期时间设定：

这些对话框也在时间参数栏内，使用方法与上面完全相同。

●测量开始日期和时间:

测量开始日期和时间是从谱数据中直接得到,在打开样品谱数据时此时间和日期自动填入框内，不能人为改动。

在改变采样开始和结束时间后，衰变时间和采样时间将立即自动得到更改，并重新计算和显示氡浓度值。

所有的计算和显示都是动态进行的。

●吸水量的输入：

这功能在重量设定栏内：

从中输入活性炭盒采样前后的重量，即自动计算出吸水量和湿度校正系数。

吸水量改变后，氡浓度值将被动态修改。

●分析结果的显示：

分析结果动态显示在如下图所示的数字表上：

当输入参数改变时，显示的氡浓度数也随之改变。

如果计算出的氡浓度小于仪器的检出限，则显示如下：

显示数值为仪器的最低检出限，计算公式为：

（3）

式中：

LLD为仪器的最低检出限（Bq/M3）

Cb为本底计数率（cpm）

T为样品测量时间（分）

其他符号与公式

（2）的定义相同。

●打印报告：

点击打印键，即刻弹出如下报告表：

活性炭测氡分析报告

样品名称样品编号

SampleName:

SampleNo:

RA0507.UMS

测试序号客户

TestNo:

Client:

测量活时间测量实时间

ActiveTime:

3600.1sTrueTime:

3601.0s

测试仪器标准

Testcondition:

Standard:

GB/T14582-93

________________________________________________________________

计数率氡浓度标准误差（k=1）

CountRateRn-ConcentrationStd-Error

----------------------------------------------------------------

2673.24cpm2460.87Bq/M3±5.00%

活性炭本底:

190.54cpm吸水量:

3.00g

吸附时间:

24.00h衰变时间:

3.00h

________________________________________________________________

审核员测量员

CheckedBy:

TestBy:

日期时间：

2003-05-0723:

09:

40

●退出:

点击“退出”键，系统先返回到谱分析界面。

再点击菜单

“测氡”或工具栏

键即可进入活性炭吸附测氡程序。

在谱分析界面中点击菜单“文件（F）”，点击“退出（×）”，即退出到Windows操作系统的桌面。

在活性炭吸附测氡的界面上所有的灰色框只供显示参数用，仅白色框可以被编辑或设定。

“帮助”键为待建功能，暂时无效。