环境空气中氡的标准测量方法.docx
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环境空气中氡的标准测量方法
环境空气中氡的标准测量方法
GB/T14582-93
实施日期 1993-11-26
环境空气中氡的标准测量方法
GB/T14582-93
Standardmethodsforradonmeasurement
inenvironmentalair
1主题内容与适用范围
本标准规定了可用于测量环境空气中氡及其子体的四种测定方法，即径迹蚀刻法、活性炭盒法、双滤膜法和气球法。
本标准适用于室内外空气中氡-222及其子体。
潜能浓度的测定。
2术语
2.1氡子体α潜能
氡子体完全衰变为铅-210的过程中放出的α粒子能量的总和。
2.2氡子体α潜能浓度
单位体积空气中氡子体α潜能值。
2.3滤膜的过滤效率
用滤膜对空气中气载粒子取样时，滤膜对取样体积内气载粒子收集的百分数率。
2.4计数效率
在一定的测量条件下，测到的粒子数与在同一时间间隔内放射源发射出的该种粒子总数之比值。
2.5等待时间
从采样结束至测量时间中点之间的时间间隔。
2.6探测下限
在95％置信度下探测的放射性物质的最小浓度。
3径迹蚀刻法
3.1方法提要
此法是被动式采样，能测量采样期间内氡的累积浓度，暴露20d，其探测下限可达2.1×103Bq·h／m3。
探测器是聚碳酸脂片或CR-39，置于一定形状的采样盒内.组成采样器。
如图1所示。
图1径迹蚀刻法采样器结构图
1—采样盒；2—压盖；3－滤膜；4－探测器
氡及其子体发射的α粒子轰击探测器时，使其产生亚微观型损伤径迹。
将此探测器在一定条件下进行化学或电化学蚀刻，扩大损伤径迹，以致能用显微镜或自动计数装置进行计数。
单位面积上的径迹数与氡浓度和暴露时间的乘积成正比。
用刻度系数可将径迹密度换算成氡浓度。
3.2设备或材料
a.探测器，聚碳酸脂膜、CR-39（简称片子）；
b.采样盒，塑料制成，直径60mm，高30mm；
c.蚀刻槽，塑料制成；
d.音频高压振荡电源，频率0～10kHz，电压0～1.5kV；
e.恒温器，0～100℃，误差±0.5℃；
f.切片机；
g.测厚仪，能测出微米级厚度；
h.计时钟；
i.注射器，10mL、30mL两种；
j.烧杯，50mL；
k.化学试剂，分析纯氢氧化钾（含量不少于80％）、无水乙醇（C2H5OH）；
l.平头镊子：
m.滤膜。
3.3聚碳酸脂片操作程序
3.3.1样品制备
3.3.1.1切片。
用切片机把聚碳酸脂膜切成一定形状的片子，一般为圆形，也可为方形。
3.3.1.2测厚。
用测厚仪测出每张片子的厚度，偏离标称值10％的片子应淘汰。
3.3.1.3装样。
用不干胶把3个片于固定在采样盒的底部，盒口用滤膜覆盖。
3.3.1.4密封。
把装好采样器密封起来，隔绝外部空气。
3.3.2布放
3.3.2.1在测量现场去掉密封包装。
3.3.2.2将采样器布放在测量现场，其采样条件要符合附录A（补充件）A2的要求。
3.3.2.3室内测量。
采样器可悬挂起来，也可放在其他物体上，其开口面上方20cm内不得有其他物体。
3.3.3采样器的回收
采样终止时，取下采样器再密封起来，送回实验室。
布放时间不少于30d。
3.3.4记录
采样期间应记录的内容见附录A（补充件）A3。
3.3.5蚀刻
3.3.5.1蚀刻液配制
3.3.5.1.1氢氧化钾溶液配制：
取分析纯氢氧化钾（含量不少于80％）80g溶于250g蒸溜水中，配成浓度为16％（m／m）的溶液。
3.3.5.1.2化学蚀刻液：
氢氧化钾溶液（3.3.5.1.1）与C2H5OH体积比为1:
2。
3.3.5.1.3电化学蚀刻液：
氢氧化钾溶液（3.3.5.1.1）与C2H5OH体积比为1:
0.36。
3.3.5.2化学蚀刻
3.3.5.2.1抽取10mL化学蚀刻液加入烧杯中，取下探测器置于烧杯内，烧杯要编号。
3.3.5.2.2将烧杯放入恒温器内，在60℃下放置30min。
3.3.5.2.3化学蚀刻结束，用水清洗片子，晾于。
3.3.5.3电化学蚀刻
3.3.5.3.1测出化学蚀刻后的片子厚度，将厚度相近的分在一组。
3.3.5.3.2将片子固定在蚀刻槽中，每槽注满电化学蚀刻液，插上电极。
3.3.5.3.3将蚀刻槽置于恒温器内，加上电压，以20kV/cm计（如片厚200μm，则为400V），频率1kHz,在60℃下放置2h。
3.3.5.3.42h后取下片子，用清水洗净，晾于。
3.3.6计数和计算
3.3.6.1计数。
将处理好的片子用显微镜测读出单位面积上的径迹数。
3.3.6.2计算。
用式
（1）计算氡浓度：
式中：
CRn——氡浓度，Bq／m3；
nR——净径迹密度，Tc／cm2；
T——暴露时间，h；
FR——刻度系数，Tc／cm2／Bq·h/m3；
Tc——径迹数。
3.4CR-39片操作程序
3.4.1样品制备
3.4.1.1切片。
用切片机将CR－39片机切成一定尺寸的圆形或方形片子。
3.4.1.2装样。
同3.3.1.3条。
3.4.1.3密封。
同3.3.1.4条。
3.4.2布放
同3.3.2条。
3.4.3采样器的回收
同3.3.3条。
3.4.4记录
3.4.5蚀刻
3.4.5.1蚀刻液配制
用化学纯氢氧化钾配制成c（KOH）＝6.5mol/L的蚀刻液。
3.4.5.2化学蚀刻
3.4.5.2.1抽取20mL蚀刻液加入烧杯中，取下片子置于烧杯内，烧杯要编号。
3.4.5.2.2将烧杯放入恒温器内，在70℃下放置10h。
3.4.5.2.3化学蚀刻结束，用水清洗片子，晾干。
3.4.6计数和计算
同3.3.6条。
3.5质量保证
3.5.1刻度
3.5.1.1把制备好的采样器置于氡室内，暴露一定时间，用规定的蚀刻程序处理探测器，用式
（2）计算刻度系数FR。
式中符号意义见3.3.6.2。
3.5.1.2刻度时应足下列条件：
a.氡室内氡及其子体浓度不随时间而变化。
b.氡室内氡水平可为调查场所的10～30倍。
且至少要做两个水平的刻度。
c.每个浓度水平至少放置4个采样器。
d.暴露时间要足够长，保证采样器内外氡浓度平衡。
e.每一批探测器都必须刻度。
3.5.2采平行样
要在选定的场所内平行放置2个采样器，平行采样，数量不低于放置总数的10％，对平行采样器进行同样的处理，分析。
由平行样得到的变异系数应小于20％，若大于20％时，应找出处理程序中的差错。
3.5.3留空白样
在制备样品时，取出一部分探测器作为空白样品，其数量不低于使用总数的5％。
空白探测器除不暴露于采样点外，与现所场探测器进行同样处理。
空白样品的结果即为该探测器的本底值。
4 活性炭盒法
4.1方法提要
活性炭盒法也是被动式采样，能测量出采样期间内平均氡浓度，暴露3d，探测下限可达到6Bq／m3。
图2活性炭盒结构
1－密封盖；2－滤膜；3－活性炭；4－装炭盒
采样盒用塑料或金属制成，直径6～10cm，高3～5cm，内装25～100g活性炭。
盒的敞开面用滤膜封住，固定活性炭且允许氡进入采样器。
如图2所示：
空气扩散进炭床内，其中的氡被活性炭吸收附，同时衰变，新生的子体便沉积在活性炭内。
用γ谱仪测量活性炭盒的氡子体特征γ射线峰（或峰群）强度。
根据特征峰面积可计算出氡浓度。
4.2设备或材料
a.活性炭，椰壳炭8～16目；
b.采样盒，尺寸同4.1条；
c.烘箱；
d.天平，感量0.1mg，量是200g；
e.γ谱仪，NaI（Tl）或半导体探头配多道脉冲分析器；
f.滤膜。
4.3操作程序
4.3.1样品制备
4.3.1.1将选定的活性炭放入烘箱内，在120℃下烘烤5～6h。
存入磨口瓶中待用。
4.3.1.2装样。
称取一定量烘烤后的活性炭装入采样盒中，并盖以滤膜。
4.3.1.3再称量样品盒的总重量。
4.3.1.4把活性炭盒密封起来，隔绝外面空气。
4.3.2布放
4.3.2.1在待测现场去掉密封包装，放置3～7d。
4.3.2.2将活性炭盒放置在采样点上，其采样条件要满足附录A（补充件）A2的要求。
4.3.2.3活性炭盒放置在距地面50cm以上的桌子或架子上，敞开面朝上，其上面20cm内不得有其他物体。
4.3.3样品回收
采样终止时将活性炭盒再封起来，迅速送回实验室。
4.3.4记录
采样期间应记录的内容见附录A（补充件）A3
4.3.5测量与计算
4.3.5.1测量
a.采样停止3h后测量。
b.再称量，以计算水分吸收量。
c.将活性炭合在γ谱仪上计数，测出氡子体特征γ射线峰（或峰群）面积。
测量几何条件与刻度时要一致。
4.3.5.2计算
用式（3）计算氡浓度：
式中：
CRn——氡浓度，Bq/m3；
a——采样1h的响应系数，Bq/m3/计数／min；
nr——特征峰（峰群）对应的净计数率，计数／min；
t1——采样时间，h；
b——累积指数，为0.49；
λRn——氡衰变常数，7.55×10－3／h；
t2——采样时间中点至测量开始时刻之间的时间间隔，h。
4.4质量保证措施
用活性炭合法测氡的质量保证措施见3.5条。
要在不同的湿度下（至少三个湿度：
30％、50％、80％）刻度其响应系数α。
5双滤膜法
5.1方法提要
此方法是主动式采样，能测量采样瞬间的氡浓度，探测下限为3.3Bq／m3。
采样装置如图3所示。
抽气泵开动后含氡气经过滤膜进入衰变筒，被滤掉子体的纯氡在通过衰变筒的过程中以生成新子体，新子体的一部分为出口滤膜所收集。
测量出口滤膜上的α放射性就可换算出氡浓度。
图3双滤膜法采样系统示意图
1－入口膜；2－衰变筒；3－出口膜；4－流量计；5－抽气泵
5.2设备或材料
a.衰变筒，14.8L；
b.流量计，量程为80L／min的转子流量计；
c.抽气泵；
d.α测量仪，要对RaA、RaC／的α粒子有相近的计数效率；
e.子体过滤器；
f.采样夹，能夹持￠60的滤膜；
g.秒表；
h.纤维滤膜；
i.α参考源，24lAm或239Pu；
j.镊子。
5.3测量前的检查
5.3.1采样系统检查
a.抽气泵运转是否正常，能否达到规定的采样流速。
b.流量计工作是否正常。
c.采样系统有无泄漏。
5.3.2计数设备检查
a.计数秒表工作是否正常。
b.α测量仪的计数率和本底有无变化。
c.检查测量仪稳定性，对α源进行每分钟一次的十次测量。
对结果进行X2检验，若工作状态不正常，要查明原因，加以处理。
5.4布点
5.4.1室内测量
室内采样测量应满足下列要求：
a.布点原则与采样条件要满足附录A（补充件）A2的要求。
b.进气口距地面约1.5m，且与出气口高度差要大于50cm，并在不同方向上。
5.4.2室外测量
在室外采样测量应满足下列要求：
a.采样点要有明显的标志。
b.要远离公路，远离烟囱。
c.地势开阔，周围10m内无树木和建筑物。
d.若不能做24h连续测量，则应在上午8－12时采样测量，且连续2d。
e.在雨天，雨后24h内或大风过后12h内停止采样。
5.5记录
采样期间应记录的内容见附A（补充件）A3。
5.6操作程序
a.装好滤膜，按图3把采样设备联接起来。
b.以流速q（L／min）采样tmin。
c.在采样结束后T1－T2时间间隔内测量出口膜上的α放射性。
d.用式（4）计算氡浓度：
式中：
CRn——氡浓度，Bq/m3；
Kt——总刻度系数，Bq/m3计数；
Na——T1～T2间隔的净α计数，计数；
V——衰变筒容积，L；
E——计数效率，％；
η——滤膜过滤效率，％；
β——滤膜对α粒子的自吸收因子，％；
Z——与t、T1～T2有关的常数；
F1——新生子体到达出口滤膜的分额，％。
5.7系数标定
5.7.1E的确定方法
a.在与样品测量相同的几何条件下，测得α标准源的净计数率；
b.将计数率除以源的活度，即得到计数效率E；
c.针对不同的探测器要进行能量修正。
5.7.2β的正确方法
a.按规定采样条件，将氡子体收集在滤膜上。
等待30min后，在相同的条件下依次快速地（如每次1min）测量滤膜正面、反面反正面盖上同类质量厚度相近的空白滤膜后的α计数，记为C1、C2、C3；
b.按式（５）计算β：
式中：
C1——正面α计数率，计数／min；
C2——反面α计数率，计数／min；
C3——正面盖上同类空白滤膜后的α计数率，计数／min。
c.对每一批滤膜都要测定β值，每次至少测３个样品，求出β平均值。
5.7.3η的测定方法
a.选２张质量厚度相近的滤膜，重叠在一起，滤膜之间要有２.０mm的距离。
以规定的流速采样５min；
b.采样结束后，将２张滤膜分别装在两个同样的采样头上，在同一台仪器上交替测量或在两台仪器上平行测量（两台仪器效率不同加以修正），得到两条衰变曲线；
c.取同一时刻或同一时间间隔的计数，得到n1、n2，代入式（６）即得η值。
式中：
n1——第一张滤膜计数；
n2——第二张滤膜计数。
5.7.4Ｚ的确定方法
a.用式（７）求出氡通过衰变筒的时间：
式中：
Ts——氡通过衰变时间，s；
l——衰变筒长度，cm；
S——衰变筒横截面积，cm2；
q——采样流速，Ｌ／min。
b.当Ｔs＜10s时，由表1查Ｚ值。
表1Ｚ值表（Ｔs＜10s）
t,min
5
5
5
5
10
10
10
10
15
15
15
15
T1,min
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
T2,min
6
15
30
100
6
15
30
100
6
15
30
100
Z
1.673
2.597
3.411
6.314
2.312
3.803
5.425
11.068
2.656
4.634
7.070
15.281
c.当Ts≥10s时，由表2查Ｚ值。
表2Ｚ值表（Ｔs≥10s）
Ts
s
t
min
T1～T2，min
1～11
１～21
１～31
Ｚ
σ，％
Ｚ
σ，％
Ｚ
σ，％
10
５
２.273
1.64
2.890
1.40
3.425
1.18
10
3.274
1.48
4.403
1.19
5.481
0.94
20
4.403
1.19
6.634
0.82
8.797
0.62
30
5.461
0.94
8.797
0.62
11.898
0.46
60
8.506
0.63
14.570
0.40
20.166
0.31
40
5
2.165
6.32
2.774
5.32
3.310
4.50
10
3.108
5.70
4.255
4.49
5.334
3.60
20
4.255
4.49
6.480
3.15
8.640
2.38
30
5.334
3.60
8.640
2.38
11.820
1.78
60
8.363
2.42
14.401
1.50
19.997
1.15
90
5
2.002
13.37
2.599
11.23
3.136
9.52
10
2.898
12.07
4.031
9.52
5.111
7.63
20
4.031
9.52
6.24
6.68
8.404
5.05
30
5.111
7.63
8.424
5.65
11.580
3.77
60
8.123
5.10
14.145
3.31
19.716
2.54
5.7.5Ff的确定方法
a.按式（8）计算μ：
式中：
μ——无量纲常数；
D——新生子体的扩散系数，0.085cm2/s；
l——衰变筒长度，cm；
q——采样流速，cm3/s。
b.根据μ值从表3中查出Ff值。
表3Ff值表
μ
Ff
μ
Ff
μ
Ff
μ
Ff
μ
Ff
0.005
0.877
0.06
0.654
0.16
0.562
0.45
0.320
1.50
0.110
0.008
0.849
0.07
0.633
0.18
0.481
0.50
0.282
2.00
0.083
0.01
0.834
0.08
0.614
0.20
0.462
0.60
0.248
2.50
0.067
0.02
0.834
0.09
0.596
0.25
0.420
0.70
0.220
3.00
0.056
0.03
0.731
0.10
0.580
0.30
0.384
0.80
0.197
4.00
0.042
0.04
0.705
0.12
0.551
0.35
0.349
0.90
0.178
5.00
0.033
0.05
0.678
0.14
0.525
0.40
0.324
1.00
0.162
5.8质量保证措施
5.8.1刻度
每年用标准氡室对测量装置刻度一次，得到总的刻度系数。
5.8.2平行测量
用另外一种方法与本方法进行平行采样测量。
用成对数据t检验方法来检验两种方法结果的差异，若t超过临界值，应查明原因。
平行采样数不低于样品数的10％。
5.8.3操作注意事项
a.入口滤膜至少要3层，全部滤掉氡子体；
b.采样头尺寸要一致，保证滤膜表面与探测器之间的距离为2mm左右；
c.严格控制操作时间，不得出任何差错，否则样品作废；
d.若相对湿度低于20％时，要进行湿度校正；
e.采样条件要与流量计刻度条件相一致。
6气球法
6.1方法提要
此法属主动式采样，能测量出采样瞬间空气中氡及其子体浓度，探测下限：
氡2.2Bq/m3，子体5.7×10－7J/m3。
气球法采样系统示于图4，其工作原理同双滤膜法，只不过气球代替了衰变筒。
把气球法测氡和马尔柯夫法测潜能联合起来，一次操作用26min，即可得到氡及其子体α潜能浓度。
其时间程序示于图5。
6.2仪器和设备
气球法所需仪器或设备有：
a.采样头，能夹持Ø50mm的滤膜；
b.流量计，量程为80L／min的叶轮流量计；
c.抽气泵；
d.气球，20－50号乳胶球；
e.α测量仪，探测器直径在5cm以上，对RaA和RaC／的α粒子有相近的计数效率；
f.α参考源，241Am或Pu源；
g.滤膜；
h.秒表；
i.镊子。
图4气球法采样系统示意图
1－采样头；2－流量计；3－抽气泵；4－调节阀；5－套环；6－气球
图5气球法测量的时间程序
6.3测量前的检查
每次测量前，要对采样设备、计数仪器进行严格的检查，检查内容见5.3条。
6.4布点
6.4.1室内测量
a.在室内采样测量，其布点原则与采样条件要满足附录A（补充件）A2的要求。
b.进气口距地面1.5m左右。
6.4.2室外测量
在室外采样测量，其布点原则与采样条件同5.4.2条。
6.5记录
采样期间应记录的内容见附录A（补充件）A3。
6.6操作程序
a．装好入、出口滤膜，把采样设备连接起来；
b．在0～5min内以流速40L／min向气球充气；
c．取下入口采样头，置于计数器上，气球出口接到抽气泵入口；
d．在10～14min内以流速50L／min排气；
e．在12～15min骨测量入口滤膜上的α放射性；
f．在16～26min内测量出口滤膜上的α放射性；
g．用式（9）计算α潜能浓度：
式中：
CP——氡浓度，Bq/m3；
Km——马尔柯夫法总系数，J／m3·计数；
NE——入口滤膜的总α计数，计数；
R——本底计数率，计数／min。
h.用式（10）计算氡浓度：
式中：
CRn——氡浓度，Bq/m3；
Kb——气球刻度常数Bq/m3·计数；
NR——出口滤膜的总α计数，计数；
R——同式（9）。
6．7Km的确定
用库斯尼茨法标马尔柯夫法的总系数Km。
6．7．1标定方法
a．以规定流速采样5min；
b．在采样结束后7～10min内测滤膜样品的α计数（NE）；
c．在采样结束后40～90min内任意时间间隔对此样品进行第二次α计数（如测量10min），其α净计数为NR。
d．用式（11）计算Km：
式中：
KK——库斯尼茨法系数，J／m3·计数。
e．至少作3次测量，求出Km平均值。
6.7.2KK的确定
6.7.2.1KK由式（12）确定：
式中：
υ——采样流速，L／min；
E——计数效率，％；
η——滤膜过滤效率，％；
β——滤膜对α粒子的自吸收因子，％；
tm——第二次α计数时间，min；
K（T）——与等待时间T（min）有关的系数。
6.7.2.2E、η、β测定方法见5.7.1、5.7.1、5.7.3条。
6.8质量保证措施
6.8.1刻度
每所用标准氡室对测量装置刻度一次，得到总的刻度系数。
6.8.2平行测量
用另一种方法与本方法平行采样测量，用成对数据的t检验方法查两种方法结果的差异。
若t值大于临界值，则应查明原因。
平行采样数不少于全部样品数的10％。
6.8.3操作中注意事项：
a．入口滤膜至少要3层，全部滤掉氡子体；
b．气球颈部应尽量短，使采样器端面处于球面上；
c．排气过程中，气球始终要保持为球形，排气结束时要及时停泵；
d．采样头尺寸要一致，保证滤膜表面与探测器表面之间的距离为2mm左右；
e．严格控制操作时间，每一步都不得出现差错，否则样品作废；
f．应在不同湿度下标定出刻度系数。
附录A 室内标准采样条件
（补充件）
A1室内空气中氡测量的目的
A1.1普查
调查一个地区或某类建筑物内空气中氡水平，发现异常值。
A1.2追踪
追踪测量的目的是：
a．确定普查中的异常值；
b．估计居住者可能受到的最大照射；
c．找出室内空气中氡的主要来源；
d．为治理提供依据。
A1.3剂量估算
测量结果用于居民个人和集体剂量估算，进行剂量主评价。
A2标准采样条件
A2.1普查的采样条件
A2.1.1总的要求是：
测量数据稳定，重复性好。
A2.1.2具体条件：
a．采样要在密闭条件下进行，外面门窗必须关闭，正常出入时外面门打开的时间不能超过几分钟。
这种条件正是北方冬季正常的居住条件，因此普查测量最好在冬季进行。
b．采样期间内外空气调节系统（吊扇和窗户上的内扇）要停止运行。
c．在南方或者北方夏季采样测量，也要保持密闭条件。
可在早晨采样，要求居住者前一天晚上关闭门窗，直到采样结束再打开。
d．若采样前12h或期间出现大风，则停止采样。
A2.1.3选择采样点要求：
a．在近于地基土壤的居住房间（如底层）内采样。
b．仪器布置在室内通风率最低的地方，如内室。
c．不
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