水中氡浓度原位测量装置

本技术涉及水体中放射性元素测量，特别是一种水中氡浓度原位测量装置。

背景技术：

1、氡元素对应的单质为氡气，氡气是无色、无臭、无味的惰性气体，具有放射性，并且易溶于水。地壳中的部分岩石含有较高浓度的镭，镭会自发衰变为氡，并通过地下水被携带至近地表，造成附近水体中的氡浓度上升。此外，矿山(尤其是铀矿山)的开发，也会造成矿山附近水体氡浓度上升。

2、一旦附近居民将这些受污染的水作为生活用水使用，将会对居民身体健康造成严重威胁(氡是放射性气体，当人吸入体内后，氡发生衰变的阿尔法粒子可对人的呼吸系统造成辐射损伤，引发肺癌)。另外，水中的氡浓度也能起到示踪作用，一旦发现水中氡浓度异常，表明水体上游可能存在铀矿山。综上所述，对水中的氡浓度进行测量，既能保证居民饮水安全，又对铀矿山的勘探起到协助作用。

3、目前，通常是采用测氡仪测量水中氡浓度。具体操作如下：将水样装入封闭的容器中，容器上端连接一根进气管和一根回气管，进气管下端伸入容器内的水样液面下方，回气管下端伸入容器内的水样液面上方，进气管上端伸出在容器外部并与测氡仪的出气口连接，回气管上端伸出在容器外部并与测氡仪的回气口连接。选择测氡仪的水氡模式，启动测氡仪内置的气泵(或称气泡发生器)，气泵通过进气管向容器内的水样中通入大量空气，使水中的溶解氡脱出，氡脱出后混入空气中并通过回气管进入测氡仪中，进而实现水中氡浓度的检测。

4、上述测量水中氡浓度的方式存在以下不足之处：1、采样及通气操作较为繁琐；2、其测量方式为离线测量，并且对水样的通气时长需要20min，导致测量结果存在一定的滞后性；3、测量结果仅针对当前样本，无法实现水中氡浓度的连续监测。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种水中氡浓度原位测量装置，它解决了目前测量水中氡浓度的方式操作繁琐、测量结果存在滞后性、无法实现水中氡浓度的连续监测的问题。

2、本实用新型的技术方案是：水中氡浓度原位测量装置，包括测氡仪、干燥装置、水氡交换装置和蠕动泵；

3、测氡仪上设有进气口a和出气口a；

4、干燥装置上设有进气口b和出气口b，出气口b直接或间接与测氡仪的进气口a连接；

5、水氡交换装置包括疏水透气管和支架；疏水透气管绕装在支架上，其两端分别为出气端和进气端，出气端和进气端分别伸出在支架外部，疏水透气管的进气端直接或间接与测氡仪的出气口a连接，疏水透气管的出气端直接或间接与干燥装置的进气口b连接；

6、蠕动泵安装在疏水透气管与测氡仪之间的管道上，或疏水透气管与干燥装置之间的管道上，或测氡仪与干燥装置之间的管道上；蠕动泵用于驱动空气在疏水透气管出气端-干燥装置-测氡仪-疏水透气管进气端之间循环流动。

7、本实用新型进一步的技术方案是：疏水透气管为聚四氟乙烯材质；支架为环氧树脂材质。

8、本实用新型进一步的技术方案是：疏水透气管绕装在支架上的长度不少于2m，疏水透气管的外径为6mm，内径为4mm。

9、本实用新型进一步的技术方案是：干燥装置包括筒体，筒体为中空且两端封闭的圆柱形筒，筒体内腔填充有用于吸湿的硅胶球；所述进气口b和出气口b分别设在筒体两端。

10、本实用新型进一步的技术方案是：其还包括电源，电源分别与蠕动泵、测氡仪和打印机电连接。

11、本实用新型与现有技术相比具有如下优点：其基于氡在浓度差的作用下自发从高浓度向低浓度扩散的原理，针对性设计了测量装置的结构，实现了在线、实时、连续测量水体中氡浓度。所述测量装置先通过疏水透气管将“水氡测量”转变为“气氡测量”，再通过测氡仪测量空气中氡浓度，最后再通过空气中氡浓度与水中氡浓度的转换对应关系，计算出水中氡浓度。所述测量方法(基于所述测量装置)具有操作简单(无需水体采样和去除样本中的溶解氧)、能实时展示测量结果(将测量所得的空气中氡浓度作为测量结果)、可实现连续监测(当水中氡浓度发生变化时，疏水透气管中的空气氡浓度会在浓度差的作用下适应性变化)。

12、以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

技术特征：

1.水中氡浓度原位测量装置，其特征是：包括测氡仪、干燥装置、水氡交换装置和蠕动泵；

2.如权利要求1所述的水中氡浓度原位测量装置，其特征是：疏水透气管为聚四氟乙烯材质；支架为环氧树脂材质。

3.如权利要求2所述的水中氡浓度原位测量装置，其特征是：疏水透气管绕装在支架上的长度不少于2m，疏水透气管的外径为6mm，内径为4mm。

4.如权利要求3所述的水中氡浓度原位测量装置，其特征是：干燥装置包括筒体，筒体为中空且两端封闭的圆柱形筒，筒体内腔填充有用于吸湿的硅胶球；所述进气口b和出气口b分别设在筒体两端。

5.如权利要求4所述的水中氡浓度原位测量装置，其特征是：其还包括电源，电源分别与蠕动泵和测氡仪电连接。

技术总结
水中氡浓度原位测量装置，包括测氡仪、干燥装置、水氡交换装置和蠕动泵；测氡仪上设有进气口A和出气口A；干燥装置上设有进气口B和出气口B，出气口B直接或间接与测氡仪的进气口A连接；水氡交换装置包括疏水透气管和支架；疏水透气管绕装在支架上，其两端分别为出气端和进气端；蠕动泵安装在疏水透气管与测氡仪之间的管道上，用于驱动空气在疏水透气管出气端‑干燥装置‑测氡仪‑疏水透气管进气端之间循环流动。本技术基于氡在浓度差的作用下自发从高浓度向低浓度扩散的原理，针对性设计了测量装置的结构，实现了在线、实时、连续测量水体中氡浓度。

技术研发人员：冯胜洋,陈晓杰,刘永,蒋友睿,唐好
受保护的技术使用者：南华大学
技术研发日：20230611
技术公布日：2024/1/15