Ⅰ 瞬时土壤氡测量方法
瞬时氡测量方法,又叫常规氡测量方法,区别于20世纪70年代发展起来的多种累积测氡方法。这是一种最早用于土壤氡测量的方法。早期用的是电离室静电计(FD-103)。1985年出厂的FD-3017型测氡仪(见图4-5-8),是通过测量222Rn衰变产生的218Po来测氡的浓度,可用于测量土壤、水的氡的浓度。其特点是探测器不受氡子体的污染,也不受钍射气的干扰。适于现场快速获得测量结果,探测灵敏度高,操作简便。FD-3017是目前地质找矿,测量土壤氡的主要仪器(也有使用FD-3016和FD-1003型仪器)。
土壤氡测量常用的是浅孔测量,一般土壤层厚度不超过5 m时,取样孔深80 cm左右。如土壤层较厚(10 m以内),可做深孔测量,孔深可达2 m或更深一些。另有一种叫氡气测井,孔深数米或10 m左右。
如果使用FD-3017型仪器,只测222Rn,则野外氡气测量的程序是:①先用铁锤和六棱钢钎,在测点处土壤层打孔。然后取出钢钎,插入取样器,周围用土壤封紧以免进入空气。②用橡皮管连接取样器和仪器(图4-5-7),放入探测片,打开仪器,抽取地下气样,等待一定时间,使氡在带负高压的探测片上沉积。③将探测片取出,放入测量仪的探测器室,进行测量。该仪器使用的是金硅面垒半导体探测器,测量218Po的α射线(6.002 MeV)的计数率;也可以调节阈值测量其他能量的α射线。
在野外工作期间,为了了解仪器的工作稳定性,早、晚用α源进行检查测量。
土壤氡气测量数据处理主要包括:计算每个测点的土壤氡浓度,绘制等浓度图或剖面图等。
(一)氡浓度计算
如每个测点的计数为218Po的计数,则氡浓度为
核辐射场与放射性勘查
式中:nRn为测氡仪的标定系数或称刻度系数;JRaA为探测片上沉积的RaA(218Po)的计数率。
(二)计算Rn和Tn的浓度
当抽取土壤中Rn、Tn混合气体,进入探测器室(闪烁室或电离室)后,根据Rn和Tn的半衰期不同,在两个间隔时间读数。t1和t2时间读数分别计算Rn+Tn的总浓度得Nt和Nt,则Rn、Tn浓度计算如下
核辐射场与放射性勘查
式中:Nt1、Nt2是分别根据t1和t2测量时间的读数计算出的总浓度;NRn、NTn分别为Rn和Tn的浓度;Pt1、Pt2 为抽气停止后,Rn子体在t1、t2 时间的增长率;、为Tn在t1、t2 时间的衰减率。
解上述(6-3-2)式得:
核辐射场与放射性勘查
若t2-t1=t,代入(6-3-3)式得:
核辐射场与放射性勘查
抽进探测器室的Rn、Tn混合气体,由于Rn半衰期长(T=3.825 d),Tn的半衰期短(T=55.6 s),Rn的子体积累使仪器读数增长,Pt1、Pt2可以在Rn增长曲线(或表6-3-1)中查出。Tn衰减很快,所以Tn的、衰减率也可在表631中查到。
表6-3-1是Rn、Tn在闪烁探测室(器)中的增长与衰减规律,图6-3-1为电离室(测氡仪)内Rn的增长规律。3 h后达到平衡。
表6-3-1 闪烁室内Rn、Tn随时间变化
图6-3-1 电离室Rn的增长率
Ⅱ 民用建筑工程土壤氡浓度检测报告是什么,有哪些检查要求,和需要注意内容呢
民用建筑工程土壤氡浓度检测报告是指:
新建、扩建、改建工程施工前进行土壤氡检测,并出具土壤氡浓度报告,是根据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB50325-2010)第4.1.1条规定的。《土壤污染防治法》实施后,严格控制建设用地土壤污染检测标准。
民用建筑工程土壤氡浓度检测单位:
中科检测
民用建筑工程土壤氡浓度检测报告检查要求:
如果检测结果表明氡含量超标,则必须采取有效的控制措施减少土壤中氡的侵入,确保氡浓度在安全线以下,保障房屋建造人员的健康,也让最终住户住上绿色房屋。
土壤氡浓度检测方法:
土壤中氡浓度的测量可以采用电离室法、静电收集法、、活性炭吸附法、闪烁瓶法、金硅面垒型探测器等方法进行检测。
土壤氡浓度检测指标及注意内容:
(1)实测平均值较高(大于10000Bq/m3)或工程地点有地质断裂构造时,工程仍需要进行土壤氡浓度测定。
(2)实测平均值较低(不大于10000Bq/m3)、且工程地点无地质断裂构造时,土壤氡对工程的影响不大,工程可不进行土壤氡浓度测定。
(3)测量区域范围应与工程地基基础占地范围相同。
(4)在工程地质勘探范围内布点时,应以间距10m作网格,各网格点即为测试点(当遇较大石块时,可偏离±2m),但布点数不应少于16个。布点位置应覆盖基础工程范围。在每个检测点,应采用专用钢钎打孔。孔德直径宜为20~40mm,孔的深度宜为500~800㎜。
土壤氡检测
Ⅲ 氡气的测量方法
测氡法是核物探的一种,近年来在煤火探测方面的应用很受欢迎。山西矿业学院的刘洪福等在20世纪90年代中期研究了测氡法探测煤层自燃火源位置及范围的机理,并建立了天然放射性介质测氡试验台,研究氡析出与温度之间的关系,开发出了CDTH(测氡探火)专用软件,并在山东枣庄矿业集团公司柴里矿等15个矿局推广应用。太原理工大学、原长春科技大学等院校及河北邢台矿务局葛泉煤矿、石圪节煤矿等生产单位也对测氡法(α杯测氡)圈定地下煤层着火范围做了不少研究,并在实际生产中取得了很好的效果。氡射气容易受到气象条件等因素的影响,为了减弱干扰,本次研究选用了德国SARAD公司生产的RTM2100氡钍探测仪。RTM2100设有专用的传感器,用来测定测点的温度、湿度及气压强度,并自动进行三者影响校正。此仪器有测氡与测钍两种模式,且在测氡模式下可将钍射气的影响作为干扰因素消除,反之亦然。本次测量采用测氡模式,吸气泵选用0.5L·min-1,测量时间为10min;排空时间5min,吸气泵选用3L·min-1;测量深度40cm,点距20m,线距平均25m。
氡射气测量干扰较多,通常单点重复测量可比性差。图4⁃2⁃14是工作区一条剖面重复测量的比较图。从图可见两次测量的结果其幅值有一定差异,但异常曲线的变化趋势一致,异常峰值的位置和个数对应的很好,说明采用RTM2100氡钍探测仪测量的结果是可靠的。
图4-2-14 氡射气重复测量对比图
图4⁃2⁃15是氡气测量结果图。图中左侧异常整体与地面勘查火区吻合很好,特别是氡气异常中心点主要分布在勘查火区边界,可能是着火点的反映。右侧的氡气异常可能是地下着火区的反映。
图4-2-15 内蒙古乌达Ⅷ号火区地表氡气浓度图
图中红色实线所夹区域为2004年地表勘测火区
Ⅳ 累积氡气测量方法
(一)α径迹蚀刻法
20世纪50年代末期,科学家们先后发现带电粒子轰击绝缘固体时,可使其产生辐射损伤。60年代初又有人提出化学蚀刻技术,它可以使辐射损伤的潜迹扩大到可用显微镜观察的程度——微米量级。这项技术在60年代末期才引入到铀矿普查工作中,后来逐渐推广到世界各地。
径迹测量的优点:第一为长时间的积累测量,灵敏度高,增加了探测深度,提高了找矿效果;第二为无源探测器,成本低,质量可以得到保证;第三可同时测量氡、氡的短寿命子体和氡的长寿命子体所衰变产生的α粒子,以及铀和镭分散晕中衰变生成的α粒子,不受强的γ和β射线的干扰。
1.基本原理
具有一定动能的α粒子射入绝缘固体物质时,所经过的路径上会造成辐射损伤,当把遭受损伤的物质材料放入强酸或强碱中浸泡时,受损伤的部位较未受损伤的部位的化学活动性强,会较快地发生反应并溶解到溶液中。在受损伤的部位处出现小坑——蚀坑或径迹。这样的化学作用过程我们称为“蚀刻”。
如果某处具有释放α粒子的铀源,在该处埋设的固体径迹探测器就会遭到α粒子的轰击,并形成潜迹。再把探测器在室内进行蚀刻,就会显现出径迹来。一般来讲径迹的密度值取决于地下可能存在的矿体的铀含量、矿体规模、产状、埋深以及盖层性质,也与地球物理特征、地球化学环境、地质条件以及探测器本身的性能等因素有关。所以当具有一定规模的径迹密度受构造(或岩性)控制时,就预示地下的矿化可能性大,反之就小。
当矿体位于潜水面以上时,α径迹的主要来源可归结为如下三个部分:
1)在探杯口接触地面处,α粒子的自由射程范围内,由铀组核素衰变的α粒子有可能被探测器记录到,如图3-14中所示的①所示。
2)原生氡(Rn1):是铀矿体或原生晕放出的氡。由图3-14可看出原生氡Rn1本身又可以直接迁移到探杯中,并被探测器记录;同时沉淀在杯口的原生氡Rn1的沉淀物也可能被探测器所记录。
3)次生氡(Rn2):铀矿体在一定的地球化学环境和地质条件下,能在其上部数十米到数百米的范围内形成次生晕,其衰变放出的氡为次生氡即Rn2。
当矿体位于潜水面以下时,矿体、原生晕及次生晕中的铀、镭的α辐射体都能不同程度的溶于水,这时沉淀在潜水面附近的上述核素也能向杯口迁移。其中迁移距离最远的是气态氡。
2.固体径迹探测器及其埋设技术
20世纪60年代末期,径迹蚀刻技术才被引用到铀矿的普查与勘探工作中。1972年报道了最早用于找铀矿的绝缘固体探测器,它是属于第一代产品。目前固体径迹探测器的种类较多。表3-9列出了几种固体径迹探测器。
图3-14 径迹找矿原理示意图
表3-9 国内外常用ATD主要技术参数
(1)固体径迹探测器原理
径迹探测器是指胶片片基、玻璃、云母等固体绝缘材料。当带电粒子或核辐射碎片射入上述绝缘体后,在其路径上因辐射损伤会产生细微的痕迹,其直径为10-8m,长度(1~10)×10-8m,称为潜迹,用电子显微镜才能看到。在用强酸或强碱腐蚀这种受过辐射损伤的材料后,潜迹就被扩大,直径可达2×10-5m左右。在一般的光学显微镜下就可以观察到辐射粒子的径迹。上述固体绝缘材料都能用于探测辐射粒子,而最好的是有机硝酸纤维(C6H8O9N2)。
径迹探测器无需外加电场及电子仪器,便可以长时间连续记录入射粒子并存储有关信息,能方便地在野外进行长时间累积测量。
(2)固体径迹探测器的阈特性
带电粒子在探测器中所造成的损伤,并非全部都能在蚀刻后被显示出来。只有损伤严重,即径迹密度大于或等于某一阈值(也称临界损伤密度)时蚀刻后,才能形成径迹。具有一定阈值的材料,只记录辐射损伤密度等于或大于这一阈值的那些重带电粒子。
图3-15表示出各种重带电粒子的辐射损伤密度与粒子速度(能量)的关系,以及几种探测器材料的阈值,图中可见,硝酸纤维可记录质子和比它更重的粒子;聚碳酸酯可记录α粒子(即He)和比它更重的粒子,但不能记录质子;而云母只能记录Ne以上的更重的带电粒子。了解这些材料的阈特性,有助于选择探测器材料。
图3-15 各种重带电粒子在固体径迹探测器中的辐射损伤密度与粒子速度(能量)的关系及几种探测器材料的阈值
重带电粒子在探测器中的全部路程上能产生辐射损伤程度并不一致。一般可将其全部路程划分三段,其作用情况如图3-16所示。
(a)路程的起始部分(图中的A~B段):由于粒子的能量高、速度大,所产生的辐射损伤密度低于阈值,故不能产生可蚀刻的径迹;
(b)路程的中间部分(图中的B~C段):其辐射损伤的密度高于探测阈值,这段可产生可蚀刻径迹;B~C段称为最大可蚀刻射程。
(c)路程的末尾部分(图中的C~D段):粒子的能量已经很小,辐射损伤的密度已降到探测器阈值以下,所以这部分不能产生可蚀刻径迹。
(3)探测器的埋设
如图3-17所示,将探测器安装在探杯支架上,倒扣在深约40cm的挖好的坑中,然后填回土埋好。
图3-16 重带电粒子在探测器中的路程与阈值的关系
图3-17 探测器的挂片方式及埋片示意
(4)探杯
其目的是保护探测器,防止沙土压坏、碰碎,可以存储气体,具有一定的定向作用。其容积为(6~8)cm×(5~7)cm×10cm。玻璃杯子、竹筒子甚至一块木板均可。
(5)固体径迹探测器的化学蚀刻
各种固体径迹探测器有一定差别:①对硝酸纤维用6~7mol/L(摩尔/升)的NaOH或KOH,在恒温50℃左右浸泡30min即可。②对醋酸纤维,需要在上述化学蚀刻液中按100mL加1~3gKMnO4的比例,制成蚀刻液,蚀刻时保持60℃恒温,浸泡30min。③对聚碳酸酯,需要先将化学纯的KOH用蒸馏水配制成5.7mol/L的溶液,再取KOH(5.7mol/L)与C2H5OH(乙醇)按体积比1:2制成化学蚀刻液。将聚碳酸酯片放入,保持60℃恒温,30min取出,用清水冲洗晾干。④CR-39片,蚀刻液用KOH制成6.5mol/L。保持恒温70℃,放置10h后取出,用清水冲洗晾干。
3.工作方法和技术
α径迹蚀刻法找矿的效果取决于工作地区有利的地质条件、物理化学性质和环境、α径迹法的使用前提和有效探测深度。原则上说取决于各种晕的发育程度。因为各种晕是铀元素在成矿期间和期后,由于内因和外因的作用分散到周围的基岩、土壤(冲积、残积和坡积层)、水(地下水、土壤水和地表水)和气(土壤气体和近地表气体)以及植物中而形成的。同时,很大程度上也取决于有利氡射气的扩散通道的发育程度,像围岩的破碎程度和孔隙度、断裂、构造和蚀变等,也取决于水的搬运、渗透和对流等情况。
该法可以单独使用,也可配合其他方法较为有效地应用于各种类型地区,特别适用于其他物化探方法较难取得地质效果的浮土较厚(几米到几十米以上)的地区。例如γ法和氡气法效果不够理想的地区、水文地质条件有利的地区、地表和地下压力差和温度差较悬殊的地区、沙漠和热带地区(利用大气对土壤中氡的抽吸作用)等。
(1)工作前的准备
主要有三个方面,即选区、测网布置和探测装置的准备。
(a)选区:根据有利的地质因素、有利的地球物理特征进行正确的选区,并制定合适的测量网度,才能取得较好的结果。
(b)测网布置:在进行小比例尺的踏勘性径迹测量时,测线最好同地质路线相一致。在进行大比例尺的径迹蚀刻详查和普查时,应尽量准确量好测线,定好测点。
埋杯网格宜取正方网格,这可以有效地进行空间控制,又便于计算机处理。
根据预计的矿体大小、形状,并考虑到有无地球化学晕的存在来确定网格的密度,一般认为,若矿体周围可能有较大的地球化学晕存在时,则可采用较大间距的网格。参考比例尺及点线距见表3-10。
表3-10 α径迹测氡法测量比例尺及点、线距参考表
(2)测量程序
(a)将α径迹探测片切成一定形状,一般取0.8cm×1.5cm,将探测片固定在探杯(T-702型)内的支架上,并在径迹片和杯上统一编号;
(b)在测点挖探坑,一般深度40cm,将探杯倒扣坑中,用土将探杯压紧,再盖上填土,在地表插上标志,如图3-18(a)、(b)所示;
(c)探测器采样时间,一般为20天左右;
(d)化学蚀刻液的配制与蚀刻,按配方配制好蚀刻溶液,可将取回、洗净的探测器进行化学蚀刻;
(e)用一般光学显微镜观察探测器上径迹密度,或用径迹扫描仪计算径迹密度;
(f)平均氡浓度NRn可用下式计算:
放射性勘探方法
式中:nRn为探测片上每cm2净计数;t为布放探测器时间;ks为刻度系数。
(3)α径迹蚀刻法的其他测量方式
(a)在埋杯方法上,可以用塑料覆盖探杯,使用更简便,如图3-18(c)所示;后来出现了在露头上埋杯的新技术,如图3-19所示。
图3-18 挖坑埋杯法示意图
图3-19 露头地区的埋杯方法示意
(b)在应用范围上扩充了在雪层、湖底水下、沼泽地带、沙漠地区进行径迹测量以达到普查与勘探铀矿的目的。雪层径迹测量是在降雪前把探杯理好,待来年春雪溶化时取出蚀刻;用特殊形式的探杯可在湖底水下或沼泽地带进行径迹测量,在水下测量时注意铅制探杯与水面上的浮子保持一致,在沼泽地测量时应使探杯紧贴沼泽地表面,埋杯时间仍为一个月。钻孔中的径迹测量也有了良好的效果,做法是将探杯按一定距离固定在电缆或铁丝上,放入钻孔中进行测量。
(二)α聚集器测量
1.α卡测量
早在1913年,卢瑟福就把金属材料加上负高压收集氡子体,成为实验室观察放射性现象的一种常见方案,灵敏度很高。也许是外加几百伏高压颇不方便,这一灵敏的测氡方法并未在野外地质工作中应用。1979年卡德和贝尔将不加电压的材料埋于地下,用以收集土壤中的氡子体,获得成功。这种方法比较简便,适于野外,但灵敏度较低,为了区别将前者称带电α卡法,后者称自然α卡法,于是α卡法开始用于野外放射性测量。1982年我国又研制了一种使用自身带静电的材料做成的α卡,它同时利用静电场力和未饱和场力,聚集氡子体,兼有探测灵敏度高和使用方便的特点,称为静电α卡法。
(1)基本原理
α卡能收集氡的子体,有两个重要原因:
第一,任何固体表面都有从周围气体中吸附分子、原子或离子的能力。这是因为固体表面的分子或原子都有未被其他相似的原子所包围,而存在未饱和价键力(也称范德华力)的缘故。因此,将固体卡片埋在地下,其表面就会吸附氡子体,形成所谓放射性薄层。
第二,放射性衰变产物的原子多带正电,在有氡的空间里,其衰变子体也多带正电,并很容易附着在空气中的尘埃颗粒上,形成放射性气溶胶。在这种空间引入带负电的电极,则因电场力的作用,正离子极易聚集在其上,形成放射性薄层。
所以用一定材料作成一定形态的收集片,形成放射层,用α探测仪测量卡片上的α计数率的大小,它正比于测点上氡浓度的大小;氡浓度的大小与母体有关,所以可通过α卡测量反映地下高放射性矿体的信息。
(2)α卡的分类
α卡的材质,可以是金属片(银片、铜片或铝片),也可以是塑料片。探测片可以重复使用。卡片面积一般取为3.8cm×4.5cm,常用的测量仪有CD-1、CD-2型α卡测量仪和FD-3012型α卡仪,以及其他α测量仪均可使用。
如果把卡片做成杯形,则称α杯,相应的方法称α杯法。
使用金属材料吸附或收集α粒子的方法由来已久。随后根据地质工作的需要,采取不同的技术措施以提高灵敏度,从而发展成各种各样的α卡法。
α卡可分自然α卡、静电α卡、带电α卡,其工作方式相同,主要特点参见表3-11。
表3-11 几种α卡法对比表
静电α卡系由过氯乙烯超细纤维薄膜制成,在制造过程中其上带有数百伏负的静电电压,致使静电α卡收集氡子体的能力大增,其灵敏度的比同面积的自然α卡要高数倍。静电α卡具有憎水性,能在野外润湿条件下使用。
(3)野外工作方法
α卡的野外工作方法与径迹测量相似,也要埋片,但不需要繁杂的化学处理。
一般埋片时间取3个小时,或一天,也有取6~9min。如果埋片时间超过10个小时,则α卡上还有214Po。如果Rn和Tn两者并存,则α卡上收集的是两者子体沉积物,需要进行区分。
采用两次读数法可进行氡钍异常分离。通常取卡后立即测得读数为n1,它是由222Rn和220Rn子体共同给出的;经过t时间后,再测一次计数为n2,则有
222Rn+220Rn=n1
a222Rn+b220Rn=n2
放射性勘探方法
式中:a、b是α卡上分别由222Rn子体和220Rn子体产生的α计数之衰减系数,它们是时间t的函数,可由实验求得。
一般,取t=4h,Rn的子体产物基本衰变完了,由此可得
放射性勘探方法
由(3-29)式所确定的数据,对资料解释很有价值。
(4)资料的处理与解释
将α卡的α计数率换成氡浓度,然后作成氡浓度等值线图,确定出异常,与其他方法的等值线异常一起进行地质解释,确定出测区的异常展布与矿体的空间分布的关系,以及矿体上异常特征。
2.α膜法
为了提高探测灵敏度,而加大探测片的面积。经过试验研究,采用比卡面积大25倍的16cm×8cm的透明塑料膜代替α卡,放入特制的圆柱形探杯周围,埋入采样坑中,3h或10h后取出后反转放入RM-1003型射气仪的闪烁探测室进行α活度测量,它的计数率比α卡高10倍,其他与α卡一致。
3.α管法
需要特制一种形状特殊的采样装置,如图3-20所示,为一倒扣的探杯下方装一根上粗下细、形似漏斗的钢制采样器,约半米长,直径1.3cm、带小孔的深部取气导管,在测点用钢钎打孔深70~80cm,后插入导管,压实周围土壤,以免进入空气,累积取样10~12h左右,取出后用RM-1003射气仪测量α粒子活度。
图3-20 α管的装置
这个方法的优点不仅加大了收集器的面积,而且加大了采样深度,对探测深部氡源比较有利。
4.硅半导体α仪测量
采用硅半导体探测器加电子探杯,即对探杯加电,用硅半导体探测器记录氡及子体衰变的α粒子来达到寻找铀矿的目的。
以上几种方法其野外工作与α径迹测量法相同,不再重复。
(三)活性炭吸附测氡法
活性炭法属累积测氡技术,灵敏度高,效率亦高,技术简单,成本低,能区分222Rn和220Rn,适用于覆盖较厚、气候干旱、储气条件差的荒漠地区,它可以用于探测深部铀矿或解决其他有关地质问题。
1.活性炭法的基本原理
静态条件下,干燥的活性炭对氡有极强的吸附能力,并在一定情况下与氡浓度保持正比关系。因此,把装有活性炭的取样器像α卡片似的埋在土壤里,活性炭中丰富的孔隙能强烈地吸附土壤中的氡。经过一定时间后,取出活性炭,测定其放射性α,便可了解该测点氡的情况,据此可以发现异常并解决有关地质问题。
活性炭,是用含炭为主的物质作原料,含有少量的氧、氢、硫等核素及水分和灰分,经高温加工而制得的疏水性固体吸附剂。由于活性炭具有较高的表面积(700~1600m2/g),因此具有较强的吸附能力。活性炭吸附测氡法就是依据活性炭的这一基本特性。
2.活性炭法的野外工作方法
活性炭吸附测氡法可分为微分法(瞬时法或称抽气法)和积分(或累积法)两种取样方法。目前用的较多的是累积分法,效果也较好。
(a)在去野外埋活性炭之前,宜在室内把活性炭装在取样直径3cm左右的塑料瓶内,编上号,并稍加密封,以免吸附进大气中的氡。活性炭颗粒直径约为0.4~3mm。每个取样瓶中活性炭重约数克至数十克,把取样瓶子装入探杯中,将装好活性炭的取样器埋于采样坑中,坑深约50cm。
(b)埋置时间从数小时、数十小时到几天不等,一般为5天。
(c)到设定的埋置时间后,从坑中取出取样器,记录取探测器时间,密封并送实验室(或现场)测量。
(d)用带有γ探测器(或β探测器)和铅室的定标器,测量活性炭吸附的γ照射量率(或计数率)。测量α射线可在现场进行(不需加铅屏)。记录测区上所有测点的计数值,并按换算系数,计数出氡浓度含量。
注意:活性炭应保持干燥,但不能在高温条件下存放。活性炭吸附氡之后停放一个月左右,可以再用。长期使用或受潮后,其吸附能力要下降,但若将其加热至120℃烘烤后,活性炭的吸附能力便可以恢复。
活性炭法的优点是测氡灵敏度高,可以发现盲铀矿体。其不足之处是吸附器的埋置时间较长,容易丢失,工作效率低,探测设备也较为笨重(要有一铅室)。
该法除用于找铀矿外,还可用于寻找与氡(铀)有关的一些矿种及地下水源,并可应用于地质填图(划分构造带)等方面。
(四)钋法测量
钋 (210Po)是 1898 年居里夫妇发现的,钋的同位素,有天然放射性元素衰变得到,也有人工得到的。作为铀矿普查方法是20 世纪80 年代发展起来的。该法实质就是采样并分析或测量样中的210Po含量。210Po含量增高的测点可能与深部铀矿体、地热和天然气源有关。
1.基本原理
方法的物理基础是,238U的衰变产生的222Rn能够通过岩层向地表扩散,222Rn的子体210Pb在常温、常压下是固体,所以它一旦形成就不会再离开岩层。但210Pb是β辐射体,它经一系列衰变
放射性勘探方法
而后形成稳定核素,它的子体中210Po是强α辐射体,相对强度占铀系的12.4%,半衰期较长(138.4天),所以经过1384天后,210Pb和210Po即达到放射性平衡,一般地质条件下两者皆处于平衡状态,可通过210Po的测量来获得深部岩层有价值的信息。
依据金属元素在稀盐酸溶液中的电离电位,铜和银均能置换210Po,使附着有210Po的铜片(或银片)变为一个α辐射源,通过α测量仪便可测量出210Po。
2Cu-4e→2Cu2+
Po+4+4e→Po
2.工作方法
野外工作方法与一般的地球化学方法相似。应当注意的是,取样深度和样品粒度要合适。室内分析方法也很多,现举一例:称40目样品5g,倒入100mL烧杯中,加抗坏血酸0.2~0.5g,放一面积为2cm2、厚度为0.1~0.2mm的铜片于烧坏中,再加入2N的盐酸20~25mL。烧杯加盖后放在60℃恒温浴中,水平振荡2h,取出铜片,洗净晾干。即成为无载体α源。再选用低本底的α仪测量5min,测量结果可用计数率直接表示210Po量,也可用下式计算当量含量:
Q=KJ(×10-6)
式中:K为仪器的换算系数,可实测获得,ppm/计数率;J为无载体α源的α计数率。
(五)热释光法
国外在铀矿普查中研究试验的这类方法有三种,即α热释光法(用对α辐射灵敏的剂量探测器测量α辐射的热释光效应,是累积测氡的变种);γ热释光法(测量γ辐射体的热释光效应,是γ法的变种);土壤热释光法(研究天然矿物之各种辐射作用的热释光效应)。现简单介绍研究比较成熟的α热释光法。
1.基本原理
将热释光探测器埋于地下一定的时间,它会接受放射性物质的照射而吸收能量,经过一定的时间后取出探测器,带回实验室用专门的热释光测量仪器,加热热释光探测器,记录相应的温度和光强。发光越强,说明受到的辐射越强,反映了埋置点的辐射水平,可以得知放射性元素的含量分布情况,进而解决不同的地质问题。
2.分类
(1)α热释光法
用对α辐射灵敏的热释光材料如[CaSO4(Dy)],制成有一定厚度(76μm或13.4mg/cm2)和形状的探测器,将探测器按一定的测网埋入土壤层中,约30天取回,在室内加热条件下,用仪器测量α强度。该强度与探测器释放出的光能成正比,而释放出的光能是与探测器在埋设期间受α粒子的照射剂量成正比。
(2)γ热释光法
用对γ辐射灵敏的热释光计量剂LiF,埋在地下接受放射性照射,约30天后取回,测量所释放的光强,它正比于测点附近土壤层中一定影响范围内的γ辐射体和来自一定深度上氡所产生的γ辐射体的强度,进而可推测被测点放射性辐射的大小。
(3)土壤热释光
利用取自岩石或土壤的天然物质(如石英、方解石)或矿物作为辐射剂量的天然探测器,测量在加热条件下其释放的热释光强度,此光强正比于测点处放射性辐射强度,从而可用于探测地下一定深度辐射体。
3.装置
(1)α热释光探杯
热释光探测器是装在高强度的硬塑料杯内的,又由于它只对α辐射灵敏,故称为α探杯,如图3-21所示。实际上它就是一块厚76μm的薄膜。典型的α粒子能量为5.5MeV,在这种物质中射程为31μm,所以探测器能把射入其中的α粒子能量完全吸收。图中示出的α探测器被封闭在镀铝的聚酯薄膜中,目的是保护探测器,并可以使两个侧面均能接收α辐射,从而可提高灵敏度。
图3-21 探杯截面图
(2)γ热释光探杯
与α探杯相似,只不过探测器不同。
4.工作方法
野外埋设热释光探杯的情况,大体与α径迹法相同,30天后取回探测器送室内用热释光剂量仪进行测量。
(a)按测量比例尺布置好测线,按网格进行热释光探测器埋设,对土壤热释光法则取土样,深度为40cm;
(b)30天后取回热释光探测器,对于土样则需要进行分析前的预处理,晒干,过筛120目;
(c)用仪器测量在加热条件下测量热释光探测器或土壤的热释光的光强I,目前的仪器有RGD-3、FJ-369;
(d)光强I正比于受照射的放射性强度,即正比于测点辐射体的氡浓度,根据标定系数,计算氡浓度的大小;
(e)绘制平面等值线图或剖面图,进行资料的解释。
国内的天然热释光法已有良好的试验结果,在已知区可发现100~120m深的盲矿,未知区的测量结果也可与其他方法很好地进行对比。
Ⅳ 土壤中氡浓度的测定
土壤中氡浓度测定的关键是如何采集土壤中的空气。土壤中氡气的浓度一般大于数百Bq/m3,这样高的氡浓度的测定可以采用电离室法、静电收集法、闪烁瓶法、金硅面垒型探测器等方法进行测定。对测试仪器性能指标要求是:工作条件温度-10~40℃;相对湿度≤90%;不确定度≤20%;探测下限≤400Bq/m3。
测量区域范围应与工程地质勘察范围相同,在工程地质勘察范围内布点时应以10m间距作网格,各网格点即为测试点(当遇较大石块时可偏离±2m),但布点数不应少于16个。布点位置应覆盖基础工程范围。
在每个测试点应采用专用钢钎打孔。孔的直径宜为20~40mm,孔的深度宜为500~800mm。成孔后,应使用头部有气孔的特制取样器,插入打好的孔中,取样器在靠近地表处应进行密闭,避免大气渗入孔中,然后进行抽气。正式现场取样测试前,应通过一系列不同抽气次数的实验,确定最佳抽气次数。
所采集土壤间隙中的空气试样,宜采用静电收集法、电离室法或闪烁瓶法、金硅面垒型探测器等测定现场土壤氡浓度。
取样测试时间宜在8∶00~18∶00。现场取样测试工作不应在雨天进行,如遇雨天,应在雨后进行。
现场测试应有记录,记录内容包括:测试点布设图,成孔点土壤类别,现场地表状况描述,测试前24h以内工程地点的气象状况等。
地表土壤氡浓度测试报告的内容应包括:取样测试过程描述、测试方法、土壤氡浓度测试结果等。
土壤中氡的测定方法很多,前面介绍的大部分方法都可以用于土壤中氡浓度的测定,只是各种方法的采样方式有所不同,如径迹刻蚀法、活性炭盒法是通过挖坑的方式来采集试样等。国家标准GB50325—2001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中采用的静电收集法、闪烁瓶法在前面已经介绍,本节主要介绍电离室法和α聚集器法。需要特别指出的是由于土壤中的氡浓度一般较高,且湿度较大,探测器的污染问题较为突出。在进行方法选择时应考虑这一因素。
66.4.2.1 电离室法
方法提要
电离室法是稳定性最好的方法,被许多标准实验室作为基本方法,按采样方式有充气式和流气式两种,按工作状态又可分为电流式和脉冲式两种。电流式电离室是记录由大量辐射粒子所引起的总电离效应,主要用于测量对时间的平均效应。脉冲式电离室是记录单个粒子的,主要用于重带电粒子的测量。充气式电离室(充气式电流电离室和充气式脉冲电离室)常用于标准实验室监测氡浓度,如国际基准镭源的保持者美国NIST所采用的充气式脉冲电离室测量系统。土壤中氡浓度测量常采用流气式电离室(流气式脉冲电离室和流气式电流电离室),流气式脉冲电离室在66.4.1.2中连续氡测量仪法中已经介绍,这里介绍流气式电流电离室。
基本原理是含氡气体进入电离室后,氡及其子体放出的α粒子使空气电离,电离室的中央电极积累的正电荷使静电计的中央石英丝带电;在外电场的作用下,石英丝发生偏转,其偏转速度与其上的电荷量成正比,也就是与氡浓度成正比,测出偏转速度就可知道氡的浓度。检出限10~40Bq/m3。
仪器装置
图66.14 FD-105K测氡仪示意图
仪器由偏转式静电计、气体电离室和操作台3部分组成,其构造如图66.14所示。偏转式静电计由石英丝架、转动衬套、转动调整螺丝、电刀、绝缘琥珀和中心电极等构成。偏转式静电计壳内有一固定的隔板,隔板用于固定石英丝架、电刀和绝缘琥珀等。偏转式静电计的主要部件是石英丝系,石英丝系由悬丝、臂丝、指示丝组成。石英丝除吊环外,表面涂有金属铂,它的悬丝上端的绝缘杆,用紧定螺钉固定在石英丝架顶盖上的调整转动螺丝下端的插孔内,悬丝下端的金属杆也用紧定螺钉固定在中心电极上端的插孔内,石英丝的臂丝正常时应平行于两对正负电刀之间,且上下距离适中,指示丝在目镜中的位置竖直端正,调整好时仪器的机械零点、电零点应一致指示零。气体电离室由电离室外壳、绝缘体保护环、收集电极、接触电极组成。接触电极固定在绝缘保护环的绝缘琥珀上,通过绝缘保护环同静电计的中心电极相连接。在测量挡下工作时,电离室壳电压应在 100 ~150V。操作台是测氡仪的控制部分,操作台的右侧设有工作开关,可根据工作需要打到相应挡位工作。电源开关用于控制整机供电电源,电源电压为1. 5V。操作台左边有调零电位器和灵敏度电位器,用于调整仪器的电零点和灵敏度。操作台里的电路板主要为仪器提供电源和调整控制。读数显微镜放大倍数为70 倍,用于读取石英丝指示的数据。
分析步骤
将电离室用真空泵抽成负压,然后用真空法将待测试样送入电离室。放置 40min 后,用静电计测量所产生的电离电流,根据刻度系数计算氡浓度。
刻度
应采用定期(每年一次)对标准氡室进行刻度,也可以用66.4.1.2中闪烁瓶法的方法校正。
注意事项
1)该方法的优点是方法可靠,直接快速,既可以直接收集空气试样进行测量,也可以使空气不断流过测量装置进行连续测量,在实验室使用可较快地给出氡浓度及其动态变化。缺点是:灵敏度低,不适合低水平测量,设备笨重,不便现场使用;测量时间较长,读数方法原始,要用肉眼观察指示丝的偏转速度。
2)FD-105K测氡仪是20世纪60~70年代的产品,目前已停止生产,但目前地震系统仍在使用,主要用作水中氡的测量。
66.4.2.2 α聚集器法
方法提要
这类仪器通过218Po(RaA)达到测氡的目的,大致分四类:α卡测量(天然α卡法、静电α卡法、带电α卡法),α管测量,α膜测量(氡膜法或α收集膜法)和“RaA”测量(带电瞬时α卡测量)。本节介绍利用静电收集氡衰变的第一代子体RaA作为测量对象,定量测量土壤、空气或水中氡浓度的FD-3017RaA测氡仪。基本原理是当氡射气经干燥器被抽入筒内后,随即开始衰变,并产生新的子体RaA;它在初始形成的瞬间是为带正电的离子,利用它的带电特性,采用加电场的方式对它进行收集,使RaA离子在电场作用下被浓集在带负高压的金属收集片上;在经过一段时间加电收集后,取出金属片放入到操作台探测器(金硅面垒型探测器)内测量RaA的α放射性,其强度将与氡浓度成正比,根据刻度系数就可计算出氡浓度。
仪器装置
仪器主要由抽气泵和测量操作台两部分组成,抽泵除了完成抽取地下气体或水样脱气外,还起到贮存收集氡子体的功能。仪器结构见图66.15。
主要性能参数:
探测器,金硅面垒型半导体探测器,"26mm,面积531mm2。
抽气泵体积,最大采气体积1.5L,有0.2L、0.5L、1.0L和1.5L四个采气挡位。极限探测灵敏度:小于0.37Bq/L。抽气泵密封性能:在0.0933MPa(700mmHg)时,漏气速率<2666Pa/分。本底≤4脉冲/h。
测量步骤
1)连接抽气泵与操作台之间的高压电源线,操作台开机自检5~10次,预热5min左右。
2)设置测量时间2min,再设置高压存在时间2min。
3)用锤子在选定土壤上打孔,然后放入采样头,连接好干燥管和采样头与抽气泵之间的管子。
4)把收集子体用的金属片放入抽气泵顶部,预抽气0.5L左右排出,正式抽气1.5L后关闭阀门。
5)开高压按钮,等待2min听到报警声后,15s内将金属片从抽气泵顶部移到操作台探测器上。此时,可以排出抽气泵中气体并拔出采样头。
6)等待2min测量结束后,读数、记录,然后收金属片,关高压时间设置,再关测量时间设置到off档。
7)计算:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
图66.15 FD-3017RaA测氡仪结构图
式中:CRn为氡浓度,Bq·m-3;NRaA为RaA的α脉冲计数,次;J为换算系数,Bq·m-3·次-1。
刻度
应采用定期(每年一次)对标准氡室进行刻度,正常工作过程中每日用固体镭平面源进行校正。
注意事项
1)该仪器的优点是没有探测器污染问题,也不存在氡射气的干扰影响,并且具有较高灵敏度、操作简便、现场可获取结果等。
2)缺点是采气量有时难以控制,特别是在黏土、难抽气的地区。
Ⅵ 土壤氡气检测
自然界中氡有3 种同位素( 222 Rn、220 Rn 和219Rn), 它们分别来源于铀、钍和锕3个自然系列, 但因后二者的半衰期短, 其产生的环境效应可忽略, 所以, 通常所指的氡主要是222Rn。岩石和土壤中含有天然放射性元素铀( 镭) , 母体元素铀(镭) 经衰变后, 产生放射性氡气, 氡通过扩散和对流, 经通道部分进入空气。
1.危害
20世纪70年代末, 美、英、加拿大等国通过对铀矿及非铀矿井下矿工流行病的调查研究, 发现矿
工肺癌率与其接受的氡及其子体照射量成正相关关系[ 1] 。1988年美国环保局( EPA )测试10个州, 11600户家庭有21% 的家庭的氡水平上升, 并估计美国每年有5 000 ~ 20 000 名肺癌死亡人员与氡有关[ 2] 。所以, 美国环保局已将氡列为最危险的致癌因素。现在国际癌症研究机构( TARC )已确认氡是产生肺癌的重要因素之一。
据全球统计, 环境空气中的氡有77. 7% 来源于陆地表面释放, 其中只有10. 2% 来自陆地植物和
水, 大部分来源于岩石和土壤[ 3] 。土壤中氡浓度比地面上空气中氡浓度平均高1 000倍[ 4] 。因此, 为保护人类健康, 提高其生存环境的质量, 需要检测土壤中氡含量。
2. 工程项目检测时间
工程项目对土壤氡气的检测建议与地质勘查结合进行,以便在工程设计上采取相应对策。
3. 检测方法
土壤气氡测量仪器为FD - 3017RaA测氡仪,该仪器为一种瞬时测氡仪,灵敏度为0137Bq /L。测量方法是,用钢钎在土壤中打一深50cm的小孔,然后将取样器插入其中。取样前,先抽取一些气体并排掉,用以排除取样器内、取样器与抽气筒连接的胶皮管内的外来气体,然后用抽气筒抽115L土壤气体,加2min高压进行氡的富集,之后进行2min的测量。
Ⅶ 瞬时氡气测量方法
早期的瞬时氡气测量使用电离室测量氡放出的α射线,如FD-118仪器。其测量方法是先打一个孔,用取样器抽取土壤中一定量的气体,然后测量取样气体中氡放出的α粒子或子体放出的α粒子的多少,不同的仪器抽气和测量α粒子的方式不同。如图3-7为RE-279型射气仪的抽气循环系统,采用的是循环方式。如图3-8为RM-1003型射气仪,采用的是单向抽气方式。
土壤氡测量仪器较多,如早期的FD-118G、FD-3016以及RM-1003、RD-200、RE-279等,现在市面上仪器也较多,如FD-3017型RaA测氡仪、BL-2014型脉冲电离室氡测量仪,SoRn-222型土壤(空气)测氡仪、RAD6测氡仪等。
以下以FD-3017型RaA测氡仪为代表说明瞬时氡气测量方法。
(一)FD-3017型RaA测氡法的基本原理
FD-3017型RaA测氡仪是瞬时测氡方法的代表,它通过直接抽取地下土壤或水中氡气测量其浓度大小,来判别地下形成氡异常的原因,从而推测地下地质矿产或地质体存在的可能性。
其基本原理是:使用抽筒抽取一定量的土壤氡气进入抽气泵,当氡衰变成RaA瞬间,它是带正电荷的,在专用铝片上加负高压(-2800V),用于收集氡的衰变子体RaA,然后测量铝片上的RaA放出的α粒子的计数率,该计数率的大小正比于土壤抽取氡浓度的大小,所以可以通过测量氡衰变子体RaA产生的α粒子的多少来反映测点一定深度氡浓度的大小,从而达到测量氡浓度的目的。
图3-7 RE279 型射气仪采用的抽气方法示意图
图3-8 RM-1033型射气仪单向抽气的非循环测量方法
(二)FD-3017型RaA测氡仪的结构
仪器外形如图3-9所示,采用的单向抽气方式,由抽气系统和测量系统两部分组成。测量系统通过电缆给收集片加高压,实现氡子体RaA的高效快速收集,测量系统采用金硅面垒探测器对收集片进行α粒子的定时测量。
图3-9 FD-3017型RaA测氡仪
(三)仪器标定
测量土壤氡或水中氡绝大多数都是相对测量。要使仪器读数值变为氡浓度值,需要在测量条件一致的情况下,对仪器进行标定,确定测量仪的每个读数值相当于氡的浓度值。如果两者是线性关系,可以确定出一个换算系数。测氡仪的标定方法,主要是循环法和真空法。氡室是20世纪70年代兴起的,我国1988年建成提供使用。所谓氡室,实质上就是一个大容积的氡浓度值稳定的氡源。我国的8505-I型氡室,容积为1000L;双层结构,上层为200L,下层800L。氡浓度由28Bq/L起始(提供氡源的固体镭面源活度为60495Bq(±3%))。氡室两侧共装有7个气嘴,专门用于循环法和真空法进行标定。顶盖上装有14个圆孔,直径5.6cm,专门用于硅半导体探测器和累积测氡探测器进行标定。
1.循环法
将待标定的探测器(室)与氡室通过气嘴接成氡可以流动的循环回路,如图3-10(a)所示。打开所有阀门,使循环畅通,用双链球鼓气2min或机械泵1min,关闭阀门。连续读数6min,取平均值,按下式计算标定系数
放射性勘探方法
式中:NRn为氡室的氡浓度值,Bq/(L·cpm);n为连续6次每分钟读数平均值,cpm;n底为本底读数,cpm。
图3-10 循环法标定系统
如果不用氡室,也可以用一个氡浓度已知的液体标准氡源代替氡室,接入循环系统,如图3-10(b)所示,用双链球鼓气10min,关闭探测器两边阀门,待气流稳定,1min后开始读数,一般连续取10个数,取平均值,按下式计算标定系数:
放射性勘探方法
式中:Q标为液体源中氡的活度,Bq;V为循环系统总体积(探测器+干燥器+扩散器+双链球),L;n为读数的平均值,cpm;
如果不用液体的氡源,也可以使用固体氡源。
2.真空法
真空法的实质是将探测器接入氡室(图3-11),关闭阀门K2;由Kl将探测器(室)抽成真空,关闭K1;打开K2,吸入氡室的氡气,气压平衡后,关闭K2,开始读数。
按(3-25)式计算换算系数。
图3-11 真空法标定系统
1—电离室或闪烁室;2—干燥器;3—液体镭标准源
也可以像循环法一样不用氡室,改为液体或固体氡源。
(四)野外工作方法
1.应用条件
氡的瞬时测量法能有效地应用于浮土0.5~1.0m厚的地区进行普查。一般来讲,在沉积岩或沉积变质岩地区,利用氡气测量寻找外生铀矿床是最有效的。在岩浆岩地区,如果是成矿条件与构造破碎带关系密切时,应用效果也是好的。火山岩地区,有时含矿与非含矿的构造较为密集,矿体深又小,方法应用是会受到一定的影响。
地形平缓,浮土成分均匀,是应用瞬时氡法最有利的条件。至于其他地形条件,应用效果较差。但可在沼泽地区、冻土地和水下测量有效地采用其他类型的氡法,如α径迹测量。
2.工作比例尺
使用不同的比例尺,可有效地应用于从踏勘到勘探的各个阶段,在普查和详查工作中,一般采用面积测量,四方网格,点距几十米到几米,线距几百米到几十米,见表3-7。
表3-7 比例尺及点、线距
3.FD-3017型RaA测氡法的野外工作方法
(1)仪器的检查
每日出工前需对仪器进行例行检查,检验仪器的密封系统是否良好,电池电压值和校验信号是否正常,阈值旋钮的刻度是否在原位,稳定性检验是每日出工前和收工后用工作源检测,每次计数与标准计数的相对误差应不大于±10%,并绘制仪器稳定性检验曲线。
(2)测点上的工作程序
(a)到达测点后,核对测点上的标志并记录土质及景观情况;
(b)使用钢钎和大锤,或专用打孔器,打孔100cm左右,一般80cm或100cm,插入取样器,并及时将取样器上部锥体周围土壤踏实,防止大气窜入孔中稀释氡浓度;
(c)放入铝收集片,将仪器的三通开关打到“吸”,均匀提升抽筒,抽气量为1.5L,45s完成取气;
(d)抽气结束后,仪器开关打到“关”,按下“加高压”按钮,高压时间一般为2min;
(e)高压结束,仪器报警,从抽筒中取出收集片放入探测器中测量其收集的RaA放出的α粒子的多少,测量时间2min;
(f)测量结束后,仪器报警,记录下读数;
(g)将读数换算成氡浓度,NRn=k·n,k为仪器的标定系数,n为收集片上2min的计数值;
(h)然后进行下一个点的测量,重复步骤(c)~(h)。
(3)异常处理
高于本底3倍为异常,当发现异常时,应及时检查仪器的工作状态,并进行以下工作:
(a)在原孔附近再新打孔进行第二次测量,确定氡气来源是否充足;
(b)进行氡、钍射气定性;
(c)加密测点、测线,圈定异常范围;
(d)观测地质、地貌情况并记录;
(e)采集标本,设立临时异常标志,填写异常登记表。
(五)质量要求
为了检查野外观测的质量,须选择几个有代表性的剖面进行检查测量。检查工作量占总工作量的5%~10%。
检查测量一般同技术熟练的工作人员用性能良好的仪器来进行。检查观测时应注意能使取样深度和抽气量与基本测量时尽量一致。
检查测量结果应与基本测量结果绘在同一张图上,如果两次得到的剖面上氡浓度的变化趋势重复得相当好,则认为测量结果是令人满意的。
(六)整理资料
1.氡浓度的计算
由仪器的测量值,计算氡的浓度:
放射性勘探方法
式中:n为射气仪的读数;JRn为射气仪的标定系数。
2.统计测区氡浓度分布
确定测区的氡浓度背景值及异常下限,绘制氡浓度直方图,确定其分布类型国。
3.绘制成果图件
(a)测区氡浓度剖面图;
(b)测区氡浓度平面等值线图;
(c)测区氡浓度平面剖面图;
(d)解释综合成果图。
(七)氡射气异常的评价
高于正常场1.5~3.0倍的浓度值可列为异常。对于射气异常必须进行综合分析,目的是合理地解释异常,并为山地工程提供依据。综合分析的内容包括:
1.确定异常性质
这里的异常性质是指的射气浓度是由铀引起的还是由钍引起的,根据Rn和Tn半衰期的差异可以确定。可以把土壤空气抽入闪烁室后,观测最初的5~10min内仪器读数随时间的变化。参见图3-12。
图3-12 I/I0-t关系曲线
2.确定异常范围
为了确定异常范围,要按一定比例尺布置网格。测线方向应垂直于异常的延伸方向,若其方向不明显,可以选用方形测网。测网的大小要视异常的规模和复杂程度而定,如2m×1m、2m×5m、10m×2m、10m×5m等。
3.异常的垂向变化
目的是弄清楚异常向下延伸的情况,可用不同深度的测量方法来达到这个目的;测量地点应布置在具有较高浓度的点上。在每个点上用加长取样器,分别在0.5m、0.8m、1.2m、1.5m、2.0m、2.5m、3.0m的深度上进行测量。氡浓度随深度的变化情况示于图3-13。图中曲线1、2表示浅部和深部矿层的情形;曲线3表示不均匀的机械分散晕的情形;曲线4则表示非矿异常。该图显示了浓度随深度变化的不同规律。
图3-13 浓度随深度变化示意图
由于不同深度测量可以降低某些气象等偶然因素的影响,可把异常与矿化的关系反映的更清楚。这对解释异常工作是有利的。
4.确定射气源大小
射气源的大小可用多次抽气法来确定。在异常中心点打好取气孔,插入取气器,得到不同抽气次数的测量值。随着抽气次数的增加,射气浓度不减弱是有希望的异常,否则是无意义的。
5.确定异常的起因
为了提供放射性物质在表层的分布情况,可进行孔中测量(或β+γ测量)。那些由于局部的氡积累而引起的射气异常,在孔中γ测量中经常是没有显着反映的。
进行孔中铀量测量对判别异常起因也是有意义的。其做法是在取气孔中取土样进行铀和钍含量分析。如果射气浓度等值图、γ等值图和铀量分布等值图上显示的异常能够重合(或有一定位移),就可确定为有利地段。这是由于隐伏矿体在上伏地层中,一般存在矿化分散晕,因而会伴有氡异常、孔中γ异常和铀量异常。
6.射气异常评价
对所发现的异常进行分类,并登记注册;对有意义的异常进行揭露研究;这就是异常评价工作主要内容。表3-8为各类射气异常特征对比表。
表3-8 各类射气异常特征对比表
Ⅷ 一般家庭怎么检测氡气
以下是家庭检测氡气的常用方法:
1、氡检测仪:需要放在屋内达到24小时,也要使门窗处于封闭的状态,然后可以进行实时的监测,最终再取平均值。如果检测数据在安全范围之内,就说明没有问题,如果超出范围,就说明屋内危险。
2、伽马能谱仪:这种仪器能够检测出家中是否存在氡超标的问题,比较专业,测出来的数据非常准确。
3、预防氡超标:从源头上来解决问题。购买装饰材料的时候,注意其检测报告要达到一定的标准,而且要看是否含有放射性的元素,最好选择一些大品牌的装饰材料,要从正规渠道购买,从根源上避免购买到质量差的装饰材料。一旦发现室内的氡含量超标,不仅要每天打开窗户做通风处理,同时还可以使用专业的仪器,比如说购买一套空气净化器,能够降低房中的氡气污染,使室内的空气达到一定的标准。