本发明属于铀矿勘查技术领域，具体涉及一种旋进钻孔式活性炭包伽玛能谱测氡方法。
背景技术：
性炭测氡法是铀矿勘查领域中一种找矿方法，是一种累积吸附式测氡方法，相对于抽吸式瞬时测氡技术而言，该方法受氡日变影响较小，能更好地指示深部铀矿化信息。
活性炭测氡法是在土壤中埋置活性炭装置，利用活性炭的强吸附性来捕集地气中氡气，通过伽玛测量装置测量土壤氡浓度的方法。传统的活性炭测氡方法存在如下不足：其一，活性炭测量仪器铅罐屏蔽装置笨重，携带不方便；其二，受铅罐限制，活性炭测氡仪器探头晶体体积过小，实测数据统计涨落较大，增加了统计涨落误差；其三，装活性炭塑料瓶所装炭量少，装好活性炭后的塑料瓶内活性炭厚度达3.5cm，埋置后的瓶底吸附的氡气量明显大于瓶口附近吸附的氡气量，同时活性炭本身吸收伽玛射线，实际测量是瓶底朝里靠近探头测量，这样引起的误差较大；其四，采用人工挖坑比较费时费力，且往往坑的深浅不一；其二，活性炭捕集装置过于繁琐，需要干燥剂、丝绵、塑料瓶、罩杯等，携带及组装不方便。
综上所述，铀矿勘查领域亟需开展更方便、更精准的活性炭测量技术研发。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题为：提供一种旋进钻孔式活性炭包伽玛能谱测氡方法，该方法能够方便精准地进行活性炭测氡、有效提取地气中的222rn。
本发明的技术方案如下所述：
一种旋进钻孔式活性炭包伽玛能谱测氡方法，包括以下步骤：
步骤1
定制钻孔所需旋进式钻头；
步骤2
定制活性炭包，在活性炭包上端面的中心位置或下端面的中心位置进行标记；
步骤3
定制纱布袋和自封口透明塑料袋；
步骤4
选择地面伽玛能谱仪，要求地面伽玛能谱仪道址大于256道；探头晶体可以为bgo晶体或nai晶体，bgo晶体探头体积要求在100cm3以上，nai晶体探头体积要求在300cm3以上；
步骤5
对步骤4所选地面伽玛能谱仪设置214bi感兴趣区、39k感兴趣区、及208tl感兴趣区；
步骤6
对步骤5设置好的地面伽玛能谱仪进行标定，确定仪器剥离比及氡浓度换算系数；
步骤7
将活性炭置于烤箱内去除杂质，烤好待冷却后称量相等的质量的活性炭分别装于每个步骤2所述活性炭包内并封包；
步骤8
野外现场定位测点，标记点线号；
步骤9
在野外驻地设置一个铀、钍、钾背景值较低的工作间，关上门窗；在一块泡沫板的中心挖出与活性炭包尺寸规格一致的凹槽，将泡沫板固定在工作间地面上；将步骤7装好活性炭的活性炭包平放在凹槽内，使活性炭包有标记的一面朝上；将地面伽玛能谱仪探头对准活性炭包的标记位置放置，测量活性炭包工作间本底值；
步骤10
野外现场找到步骤8所述测点，记录该测点的点线号及埋置日期时间t1后套上纱布袋；利用旋进式钻头在测点打孔，打好孔后将活性炭包有标记的一面朝下平放在孔底，并采用塑料薄膜盖住活性炭包，盖好的塑料薄膜上再放些土隔离上方气体，同时在地表孔口再用塑料薄膜盖住，孔口略高于周边；
步骤11
埋置若干天后取出步骤10埋置的活性炭包，然后快速装入自封口透明塑料袋并封口，记录该活性炭包取出时间t2；
步骤12
将步骤11取出的活性炭包带回步骤9所述工作间，将活性炭包有标记的一面朝上置于泡沫板板的凹槽内，将底面伽玛能谱仪探头中心对准活性炭包的标记位置放置，测量214bi感兴趣区的净计数率，并记录开始测量时的时间t3；
步骤13
将步骤12测量的214bi感兴趣区的净计数率减去步骤9测量的活性炭包工作间本底值得到测点氡计数率np；
步骤14
将步骤13得到的测点氡计数率np除以
步骤15
将修正后的计数率n乘以步骤6标定的氡浓度换算系数，获得氡浓度。
作为优选方案：步骤1中，所述钻头内管直径2cm，长60cm～80cm，采用钢质材料；内管外镶螺旋螺纹叶片，片宽8cm～10cm，采用锰钢质材料；钻头内管末端穿孔直径3mm；步骤1中还定制了与钻头相连接的钢质丁字形手柄，手柄长50cm，中间杆长10cm～40cm，直径1.9cm；丁字形手柄和钻头之间采用螺纹连接或者采用穿孔连接；所述穿孔连接，是指在钻头内管和丁字形手柄中间杆穿孔，两者穿孔直径相同，直径3mm～4mm，手柄中间杆可每10cm穿一孔，另配直径3.7mm～3.9mm带螺纹栓钉及配套螺帽一副，通过栓钉及穿孔连接丁字形手柄中间杆和钻头内管末端。
作为优选方案：步骤2中，选择透气性好且不易粘土的优质布料制作活性炭包；活性炭包体积规格要求厚度为1cm，容量为50cm3～150cm3，形状为能够装50g～100g活性炭颗粒的圆柱体或多边形柱体。
作为优选方案：步骤5中，214bi感兴趣区能量范围为1659kev～1860kev，对应道址范围为553ch～620ch；208tl感兴趣区能量范围为2409kev～2808kev，对应道址范围为803ch～936ch；39k感兴趣区能量范围为1368kev～1569kev，对应道址范围为456ch～523ch。
作为优选方案：步骤7中，采用在200℃烤箱内烤4～8小时的方法去除活性炭吸附的杂质；每包活性炭的质量相等，均为50g～100g。
作为优选方案：步骤9中，泡沫板的长度大于等于15cm，宽度大于等于15cm，厚度大于等于1.5cm。
作为优选方案：步骤10中，打孔深度为0～80cm。
作为优选方案：步骤11中，埋置2～10天后取出步骤10埋置的活性炭 包。
作为优选方案：步骤12中，测量两次214bi感兴趣区的净计数率，测量结果取两次测量的平均值。
本发明的有益效果为：
本发明的一种旋进钻孔式活性炭包伽玛能谱测氡方法，采用旋进式钻孔、活性炭包、便携式伽玛能谱仪组成的测量装置，能有效捕集地气中呈气、液态或微粒态氡，通过测量氡衰变子体214bi特征能量峰净计数率，经修正处理后换算成氡浓度，显著简化了常规活性炭测氡方法的繁琐操作，大幅降低了测氡经济成本，有效提高了测氡数据的可靠性。
附图说明
图1为现有活性炭测氡法和本发明的旋进钻孔式活性炭包伽玛能谱测氡方法获得的氡浓度曲线对比图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种旋进钻孔式活性炭包伽玛能谱测氡方法进行详细说明。
本发明的一种旋进钻孔式活性炭包伽玛能谱测氡方法，包括以下步骤：
步骤1
定制钻孔所需旋进式钻头。
本实施例中，所述钻头内管直径2cm，长60cm～80cm，采用钢质材料；内管外镶螺旋螺纹叶片，片宽8cm～10cm，采用锰钢质材料；钻头内管末端穿孔直径3mm。
另外，定制与钻头相连接的钢质丁字形手柄，手柄长50cm，中间杆长10cm～40cm，直径1.9cm。
丁字形手柄和钻头之间采用螺纹连接或者采用穿孔连接。所述穿孔连接，是指在钻头内管和丁字形手柄中间杆穿孔，两者穿孔直径相同，直径3mm～ 4mm，手柄中间杆可每10cm穿一孔，另配直径3.7mm～3.9mm带螺纹栓钉及配套螺帽一副，通过栓钉及穿孔连接丁字形手柄中间杆和钻头内管末端。
步骤2
定制活性炭包，选择透气性好且不易粘土的优质布料制作活性炭包。
本实施例中，活性炭包体积规格要求厚度为1cm，容量为50cm3～150cm3，形状为可装50g～100g活性炭颗粒的圆柱体或多边形柱体，并在活性炭包上端面的中心位置或下端面的中心位置进行标记。
本实施例中，所述活性炭包为长宽厚9cm×7cm×1cm的长方体。
步骤3
定制纱布袋和自封口透明塑料袋，纱布袋和自封口透明塑料袋规格略大于步骤2所述活性炭包。纱布袋在埋置时装活性炭包，避免活性炭包被泥土等物质污染。自封口透明塑料袋用于收集密封埋置后的活性炭包。
步骤4
选择地面伽玛能谱仪，要求地面伽玛能谱仪道址大于256道；探头晶体可以为bgo晶体或nai晶体，bgo晶体探头体积要求在100cm3以上，nai晶体探头体积要求在300cm3以上；地面伽玛能谱仪需要具有天然峰自动稳谱、能自动读取和存储全谱数据、全谱感兴趣区数据、日期时间等功能。
本实施例中，选择rs230型便携式底面伽玛能谱测量仪，该仪器道址为1024道，探头晶体为bgo晶体，该晶体体积103.24cm3，具有天然峰自动稳谱、能自动读取和存储全谱数据、全谱感兴趣区数据、日期时间等功能。
步骤5
设置地面伽玛能谱仪感兴趣区，对步骤4所选地面伽玛能谱仪设置214bi感兴趣区、39k感兴趣区、及208tl感兴趣区。
本实施例中，214bi(特征能量峰为1.76mev)感兴趣区能量范围为1659kev～1860kev，对应道址范围为553ch～620ch；208tl(特征能量峰为 2.62mev)感兴趣区能量范围为2409kev～2808kev，对应道址范围为803ch～936ch；39k(特征能量峰为1.46mev)感兴趣区能量范围为1368kev～1569kev，对应道址范围为456ch～523ch。
步骤6
利用标准模型和小型氡室对步骤5设置好的地面伽玛能谱仪进行标定，确定仪器剥离比及氡浓度换算系数。
步骤7
将活性炭置于烤箱内去除杂质，烤好待冷却后称量相等的质量的活性炭分别装于每个步骤2所述活性炭包内并封包。
本实施例中，采用在200℃烤箱内烤4～8小时的方法去除活性炭吸附的杂质。
本实施例中，每包活性炭的质量相等，均为50g～100g。
步骤8
野外现场定位测点，利用gps按设计点的经纬度坐标定位并做标志，标记点线号。
步骤9
在野外驻地设置一个铀、钍、钾背景值较低的工作间，关上门窗；在一块泡沫板的中心挖出与活性炭包尺寸规格一致的凹槽，将泡沫板固定在工作间地面上；将步骤7装好活性炭的活性炭包平放在凹槽内，使活性炭包有标记的一面朝上；将地面伽玛能谱仪探头对准活性炭包的标记位置放置，测量活性炭包工作间本底值。
本实施例中，所述泡沫板的长度大于等于15cm，宽度大于等于15cm，厚度大于等于1.5cm。
步骤10
野外现场找到步骤8所述测点，在活性炭包没有标记的一面记载该测点 的点线号及埋置日期时间t1后套上纱布袋；利用旋进式钻头在测点打孔，打好孔后将活性炭包有标记的一面朝下平放在孔底，并采用塑料薄膜盖住活性炭包，盖好的塑料薄膜上再放些土隔离上方气体，同时在地表孔口再用塑料薄膜盖住，孔口略高于周边，以隔离空气及雨水渗入。
利用旋进式钻头在测点打孔的打孔深度根据工区地质环境要求确定，本实施例中打孔深度为0～80cm。
步骤11
埋置2～10天后取出步骤10埋置的活性炭包，然后快速装入自封口透明塑料袋并封口，在自封口透明塑料袋记载取出时间t2。
步骤12
将步骤11取出的活性炭包带回步骤9所述工作间，将活性炭包有标记的一面朝上置于泡沫板板的凹槽内，将底面伽玛能谱仪探头中心对准活性炭包的标记位置放置，测量214bi感兴趣区的净计数率，并记录开始测量时的时间t3。
本实施例中，步骤12中测量两次，测量结果取两次测量的平均值。
步骤13
将步骤12测量的214bi感兴趣区的净计数率减去步骤9测量的活性炭包工作间本底值得到测点氡计数率np。
步骤14
将步骤13得到的测点氡计数率np除以
步骤15
将修正后的计数率n乘以步骤6标定的氡浓度换算系数，获得氡浓度。
以上描述结合实施例对本发明进行了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本 发明宗旨的前提下做出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术实现。