氡室中氡子体的控制方法及氡子体浓度的准确测量研究

Radon related research undoubtedly plays a crucial role in the field of nuclear science and technology and radiation protection. Realizing the control and accurate measurement of radon progeny and establishing the standard of radon progeny in the new radon-aerosol chamber is the forefront and hot issue of this field in recent years. .This project intends to do researches on simulation and control and accurate measurement of radon progeny based on the new radon-aerosol chamber in NIM. This study will establish a reference standard of radon progeny concentration and work out the calibration method of continuous radon progeny measuring device. Research results of this project will be directly applied to the establishment of the basis of radon progeny measurement..This study not only be of advantage to radon progeny behavior's research and radon exposure research, but also can be used to evaluate the efficiency of radon background deduction in nuclear instruments. Indoor aerosol research in radon -aerosol chamber will also contribute the development of aerosol aerodynamics, which will be important reference value to environmental protection and public health.

在核科学技术与辐射防护领域，占天然辐射剂量贡献50%以上的氡相关研究无疑具有至关重要的地位。开展以实现氡子体稳定调控和准确测量、建立氡子体计量的国家基准为目的的新型国家标准氡室研究，是此领域近些年来的前沿和热点问题。.本项目拟在国家标准氡室平台上采用模拟和实验相结合的方法，开展氡子体控制方法和氡子体浓度准确测量方法的基础研究，对解决氡子体浓度参考基准和连续式氡子体测量仪校准的科学问题有重要的学术意义和实际应用价值。.本项目研究成果除了直接应用于我国氡子体计量基准的建立和氡子体测量仪的检定之外，还将用于氡及其子体行为规律研究、室内环境氡暴露危害评价研究及核辐射监测仪氡本底扣除效果评价研究等多方面的应用基础研究。开展氡室内气溶胶行为研究，还将促进气溶胶空气动力学的发展，对环境保护及公众健康服务有重要的参考应用价值。

氡子体浓度准确测量对于氡暴露剂量评估和氡子体行为规律研究具有重要的意义。为了实现氡子体浓度的定值和氡子体浓度测量仪的刻度，本项目开展了氡子体浓度控制技术及氡子体浓度测量技术相关研究。经过3年多的研究，完成了以下研究内容：.建立了氡室中气溶胶模型和氡子体模型，通过模型分析和实验测量，给出了气溶胶的凝并系数和沉降系数和氡子体未结合态份额同气溶胶浓度之间的关系。研究结果表明，氡室气溶胶模型和氡子体模型能够很好地描述氡室中气溶胶和氡子体行为。产生250nm粒径的单分散性气溶胶，每40min补充5%浓度能够保持氡室内气溶胶和氡子体的稳定。氡室中未结合份额可以采用fp=120/N(cm-3)经验公式计算。.采用负反馈静态控制技术，实现了氡室内氡子体浓度的稳定调控。设计两种高气溶胶环境（～10000cm-3）和低气溶胶环境（～1000cm-3），可以应用于氡子体测量仪的刻度。低气溶胶浓度水平（氡气10000Bq/m3），氡室内氡子体浓度为1146±27Bq/m3，氡子体未结合态份额0.278±0.009；高气溶胶浓度水平（氡气10000Bq/m3），氡室内氡子体浓度5210±109Bq/m3，氡子体未结合态份额0.020±0.002。.比较了国内外氡子体浓度测量技术，结合氡子体测量模型和实验，对不同氡子体浓度测量方法的效率进行了分析。结果表明，α能谱法、最小二乘数据处理方法及αβ能谱法能更快更准地给出氡子体浓度。开发了基于αβ能谱的氡子体浓度测量技术，单时间段同步采样测量，能同时给出218Po、214Pb和214Bi的活度浓度。氡室中，推荐抓取式采样，Kerr方法测量。.在稳定氡子体环境中，对连续式测氡仪进行了连续刻度，对连续式氡子体测量方法进行了分析。结果表明，多数氡子体测量仪稳定性好，但需要定期刻度。提高响应时间最根本的解决方法需要基于步进走纸的氡子体测量技术。.组织了“中国-波兰”氡子体联合比对，实验结果在纯氡环境吻合较好，但纯220Rn和222Rn+220Rn混合环境中，液闪谱仪法测量的220Rn子体浓度略低。.本项目相关研究成果直接应用于我国氡子体计量基准的建立和氡子体测量仪的检定。目前氡测量仪检定装置已经通过国家计量标准考核并取得了剂量标准考核证书，可以应用于氡子体测量仪的刻度。