标准氡室的研究与建立

      氡是天然铀系衰变的产物，氡的同位素以气态形式广泛存在于自然界中，并通过呼吸、饮食等途径进入人体，其衰变子体极易沉积在气管和支气管上，由此成为世界公认的致肺癌因素。为降低氡的辐射致癌风险，参照国际标准及世界卫生组织的建议，中国对氡浓度实施严格控制，建立了严格的氡浓度控制标准，市场上涌现出大量氡气测量仪，因品牌多，性能各异，对氡浓度的有效测量依赖于可靠的计量校准溯源。由于氡是气态放射性核素，其准确测量必须依赖于氡标准，本文根据氡的特点及相关标准研究建立一套标准氡室，为氡的测量提供计量基础。

1、标准氡室
      标准氡室主要是提供氡浓度可调且均匀稳定的空间，用于氡测量仪、氡子体测量仪、氡剂量仪的刻度实验。标准氡室由六部分组成:氡源、主体箱(校准及测试区)、氡浓度控制系统、温湿度控制系统、监测系统及自动控制系统。系统框图及氡室示意图如图1、图2所示。

1.1、主体箱
      主体箱是校准和测试区，箱内设有风扇混匀氡气，箱体内设置有搁物架，为了多点同时测量和浓度均匀性检测，设置有多个取样通道，供监测和计量校准检定时取样。它提供用于检定仪器的含氡空气风流，循环风流为层流，其稳定性和均匀性都比较高。
 
1.2、氡浓度控制系统
      氡浓度控制系统由流气式固体氡源、循环管道、循环风机、进排气风扇和调节阀门等组成，通过控制输入氡源，在主体箱中造成所需水平的氡浓度，通过风扇混匀使得氡室内的浓度均匀稳定。
 
1.3、温湿度控制系统
      由电加热器、加湿器、制冷机和除湿机组成，对进入主体箱的气体在混合箱中进行预处理，使主体箱中的气体温度和相对湿度达到所需水平并保持稳定。
 
1.4、监测系统
      监测系统由氡浓度标准测量仪、上位机软件、温湿度计等组成，采用液体镭源标定和国际比对进行校准，给出主体箱内的氡浓度、氡子体浓度、稳定性及均匀性等。1.5自动控制系统自动控制系统完成对标准氡室各参数进行连续监测和调控。其中控制系统采用集散式控制，上位微机运行组态软件，进行测控参数的管理;下位机为可编程控制器，负责整个系统的可靠控制。
 
1.6、辅助排气系统
      由100通风管道和排气风扇组成，用于将氡室内的气体排除，为了防止所排出的氡气污染工作环境，通风管道需高出建筑物，根据GB/T13201-91的规定，其高度不低于所从属建筑物高度的2倍。
 
2、氡室内氡气相关实验
2.1、体积活度8h稳定性测试
      调节氡室内氡浓度稳定在(800100)Bq/m3范围内，使用经过计量校准检定溯源的AlphaGuard测氡仪在氡室的中心位置连续测量8h，每间隔1h测试一次，8次测试结果分别为:831.50、816.33、826.00、813.17、828.00、799.00、863.50、837.67Bp/m3。平均值为826.90Bp/m3，相对标准偏差为2.16%。
 
2.2、体积活度均匀性测试
      调节氡室内氡浓度稳定在(5000500)Bq/m3范围内，使用经过计量校准检定溯源的固体径迹探测器进行测量。在氡室的中心位置，按照长宽高为(1m1m1m)的正方体空间内，在8个顶点分别放置两个固体径迹盒，放置48h后进行固体径迹密度测量。径迹密度平均值测试结果分别为:15.84、15.35、15.69、14.11、15.14、15.47、14.66、15.56Tr/mm2。平均值为15.23Tr/mm2，相对标准偏差为3.6%。
 
2.3、体积活度多个浓度点调控测试
      使用氡浓度自动调控系统调节并稳定氡浓度分别在(800100)Bq/m3，(1500150)Bq/m3，(3000300)Bq/m3和(5000500)Bq/m3范围，测试其24h稳定情况。测试结果如表1及图3所示。

3、总结
      本文研究标准氡室的建立，对标准氡室进行8h氡气稳定性相对标准偏差为2.16%、氡室内氡气活度均匀性相对标准偏差为3.6%、氡室内氡气浓度分别在(800100)Bq/m3，(1500150)Bq/m3，(3000300)Bq/m3和(5000500)Bq/m3稳定性相对标准偏差为分别为4.72%、3.35%、2.45%及1.78%，满足JJG825-2013测氡仪检定规程对标准氡室的要求，为后续测氡仪的计量校准提供计量基础。作者：王双玲， 王攀峰， 龙成章

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