一种开环式原位测量水体氡析出率的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种开环式原位测量水体氡析出率的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 在我国现阶段的整个铀矿冶生产系统中，存在着大量的含有放射性水体的场所和 工艺设施。在常规铀矿开采中，由于所采矿体的特殊性，导致井下的水沟、水仓以及水栗房 等排水设施中的水体均有不同程度的氡析出，这些场所水体析出的氡扩散到井下空气中， 危害着井下作业人员的身体健康。此外，在地浸和堆浸铀矿山集液池和配液池，以及地浸铀 矿山的蒸发池，水体中溶解有高浓度的氡或由镭衰变形成的自由氡。浸出液自抽液孔抽出 时，挟带和溶解了大量的氡气体，这些浸出液经抽液支管输送到集液池后，大量的氡气体释 放到大气中导致环境污染。蒸发池中的废液蒸发时，其中溶解的氡随之挥发，析出的氡也 对周边空气环境造成了一定程度的污染。同时，由于我国铀矿石品位均比较低，铀矿开采产 生了大量的铀尾矿，铀尾矿库表面长期的积水中溶解的镭以及氡等物质，这类放射性水体 氡的析出产生的环境空气污染问题同样值得关注。由于上述这些场所以及工艺设施规模较 大，其形成的放射性水体中氡向环境空气的释放量值对铀矿冶工作人员以及周围公众造成 的危害不容忽视。然而，在我国现阶段铀矿冶放射性水体的研究中，尚未有关于放射性水体 氡析出方面的测量装置。
[0003] 现有技术CN104614753A的技术方案，（1)测量操作简便；（2)能快速响应固体介 质表面氡析出率的变化情况。现有技术CN104614753A的缺点：（1)只能够实现固体介质表 面氡析出率的连续测量，不能应用于放射性水体表面的氡析出率的原位测量中。
【发明内容】
[0004] 为此本发明特提出一种开环式原位测量水体氡析出率的方法和装置，通过对放射 性水体中氡析出率的测定，为合理制定相关含有放射性水体工作场所的环境影响评价和氡 防护设计提供重要依据。
[0005] -种开环式原位测量水体氡析出率的装置，包括水面托架（1)、集氡罩（2)、流量 计（3)、抽气栗（4)、测氡仪（5)、干燥管（6)、抽气栗（7)，其中，集氡罩（2)安装在水面托架 (1)中心位置，集氡罩可以在水面托架的中心位置上下移动，集氡罩外壁刻有刻度线，最后 采用螺丝拧紧，从而达到调节集氡罩内部空气体积的作用。
[0006] 集氡罩顶部通过软管连接到干燥管（6)和抽气栗（7)，干燥管通过软管连接到测 氡仪（5)，在干燥管与测氡仪（5)之间的软管路上设有流量计（3)和抽气栗（4)。
[0007] 所述水面托架采用轻型材料制成，水面托架中心有一个略大于集氡罩横截面直径 的开孔，在开孔周围装有用来固定集氡罩的螺丝（13)，开孔外围设有三个浮球（12)，三个 浮球（12 )通过连接件（11)连接到开孔上，三个浮球在开孔外围圆周上形成均匀间隔分布。
[0008] 所述集氡罩呈圆柱形，在集氡罩的上部设有储水仓（24)，储水仓（24)顶部设有 抽气管（27)，底部设有进水管（22)，集氡罩顶部设有集氡罩进气管（25)及集氡罩出气管 (21);集氡罩外壁上刻有刻度线（23)，用于读取集氡罩内空气体积；集氡罩的顶部设有储水 仓（24)，在储水仓上设有抽气管（27 )，通过抽气栗（7 )从抽气管（27 )抽气，使得水体从进水 管（22)进入并充满集氡罩的储水仓（24)，通过这种改变集氡罩重量的方法，使集氡罩底部 能够脱离和浸入水体中，从而达到测量待测点周围环境空气氡浓度的目的以及实现装置的 水上部分能够在待测水体中改变测量位置的目的；集氡罩进气管（25)的进气孔附近设有 进气管滤网（26)，用于过滤集氡罩进气管（25)中进入的空气中的杂质。
[0009] 所述干燥管（6)设有干燥管进气管（61)及干燥管出气管（62)，干燥管（6)内部布 满变色硅胶（63)，变色硅胶用于降低集氡罩内进入测氡仪的空气的湿度，防止湿度过大对 测量结果的准确性产生影响。
[0010] 一种开环式原位测量水体氡析出率的方法，其特征在于，其测量过程如下： 1、 将集氡罩安装在水面托架的开孔内，使集氡罩底部与待测水体表面保持一定距离， 并将托架经水面移动到待测位置； 2、 对集氡罩顶部的储水仓缓慢抽气，在负压的作用下集氡罩下部水体缓慢通过储水仓 底部进水管吸入储水仓，集氡罩缓慢浸入水中；当储水仓充满水时，关闭抽气管，此时集氡 罩与待测水体表面形成预定体积的密闭空间； 3、 当完成步骤1之后，运行氡浓度测量系统，测定并记录集氡罩外部环境中的氡浓度， 测氡仪的示数G，单位为匈? ;经公式（1)得到集氡罩外部环境中的氡浓度^单位为 Bqm~2 ；
考虑到氡的衰变常数i为2.1X10 6S1,当集氡罩内的空气从集氡罩进入测氡仪的时
为S ;其中K是集氡罩至测氡仪之间连接软管的内部总体积，单位为』是氡的衰变常数 (2.IX10b广1)淨是气流流率，单位为W3.P; 4、 当步骤2结束后，迅速启动氡浓度测量系统使其连续运行，测量集氡罩内的氡浓度， 并记录氡浓度测量系统连续运行时间G单位为s; 5、 在系统运行过程中，集氡罩内的氡浓度随时间的变化可以用式（2)来描述：
式中，C1为集氡罩内的氡浓度，单位为为集氡罩所覆盖的水体的表面积，单 位为A隄指集氡罩内部空气的体积，单位为AG是集氡罩外部环境中的氡浓度，单位 为Sq# 对于公式（2)，i=0时，C1=心该常微分方程的解为：
为ACf2是考虑到气体从集氡罩流动到测氡仪时间G内氡衰变损失之后的氡浓度，单位为 均W-3 ;该浓度可以用公式（4)来表示：
当集氡罩距离测氡仪的距离很小时，即可忽略气体从集氡罩流动到测氡仪时间^中氡 的衰变量值，，此时公式（5)可以简化为公式（6):
6、记集氡罩内氡浓度的测定所需时长为AT，单位为s;当测量系统连续运行换气 -A77 2时间，即可得出时刻以t时集氡罩内的氡浓度&再根据公式（5)计算测量点 的氡析出率j勺值，单位为;当时间4较短，采用公式（6)计算测量点的氡析出率/ 的值。
[0011] 有益效果 1.水面托架呈对称图形对称均匀分布，采用轻型材料制成。集氡罩安装在水面托架中 心位置，从而稳定地浮在水面上。
[0012] 2.水面托架的中心位置装有对称均匀分布的螺丝，集氡罩外壁刻有刻度线，集氡 罩可以在水面托架的中心位置上下移动，最后采用螺丝拧紧，从而达到调节集氡罩内部空 气体积的作用。
[0013] 3.集氡罩的顶部设有储水仓，在储水仓上设有抽气管以及进水管。通过抽气管抽 气，使得水体从进水管进入并充满集氡罩的储水仓。通过这种改变集氡罩重量的方法，使集 氡罩底部能够脱离和浸入水体中，从而达到测量待测点周围环境空气氡浓度的目的以及实 现装置的水上部分能够在待测水体中改变测量位置的目的。
[0014] 4.本发明适用于铀矿冶领域放射性水体氡的监测工作，通过对放射性水体中氡析 出率的测定，为合理制定相关含有放射性水体工作场所的氡辐射防护提供重要依据。
【附图说明】
[0015]图1为本发明制作时所用的装置结构示