一種開環(huán)式原位測量水體氡析出率的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種開環(huán)式原位測量水體氡析出率的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在我國現(xiàn)階段的整個鈾礦冶生產(chǎn)系統(tǒng)中，存在著大量的含有放射性水體的場所和 工藝設(shè)施。在常規(guī)鈾礦開采中，由于所采礦體的特殊性，導(dǎo)致井下的水溝、水倉以及水栗房 等排水設(shè)施中的水體均有不同程度的氡析出，這些場所水體析出的氡擴(kuò)散到井下空氣中， 危害著井下作業(yè)人員的身體健康。此外，在地浸和堆浸鈾礦山集液池和配液池，以及地浸鈾 礦山的蒸發(fā)池，水體中溶解有高濃度的氡或由鐳衰變形成的自由氡。浸出液自抽液孔抽出 時，挾帶和溶解了大量的氡氣體，這些浸出液經(jīng)抽液支管輸送到集液池后，大量的氡氣體釋 放到大氣中導(dǎo)致環(huán)境污染。蒸發(fā)池中的廢液蒸發(fā)時，其中溶解的氡隨之揮發(fā)，析出的氡也 對周邊空氣環(huán)境造成了一定程度的污染。同時，由于我國鈾礦石品位均比較低，鈾礦開采產(chǎn) 生了大量的鈾尾礦，鈾尾礦庫表面長期的積水中溶解的鐳以及氡等物質(zhì)，這類放射性水體 氡的析出產(chǎn)生的環(huán)境空氣污染問題同樣值得關(guān)注。由于上述這些場所以及工藝設(shè)施規(guī)模較 大，其形成的放射性水體中氡向環(huán)境空氣的釋放量值對鈾礦冶工作人員以及周圍公眾造成 的危害不容忽視。然而，在我國現(xiàn)階段鈾礦冶放射性水體的研究中，尚未有關(guān)于放射性水體 氡析出方面的測量裝置。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)CN104614753A的技術(shù)方案，（1)測量操作簡便；（2)能快速響應(yīng)固體介 質(zhì)表面氡析出率的變化情況?，F(xiàn)有技術(shù)CN104614753A的缺點(diǎn)：（1)只能夠?qū)崿F(xiàn)固體介質(zhì)表 面氡析出率的連續(xù)測量，不能應(yīng)用于放射性水體表面的氡析出率的原位測量中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為此本發(fā)明特提出一種開環(huán)式原位測量水體氡析出率的方法和裝置，通過對放射 性水體中氡析出率的測定，為合理制定相關(guān)含有放射性水體工作場所的環(huán)境影響評價和氡 防護(hù)設(shè)計提供重要依據(jù)。
[0005] -種開環(huán)式原位測量水體氡析出率的裝置，包括水面托架（1)、集氡罩（2)、流量 計（3)、抽氣栗（4)、測氡儀（5)、干燥管（6)、抽氣栗（7)，其中，集氡罩（2)安裝在水面托架 (1)中心位置，集氡罩可以在水面托架的中心位置上下移動，集氡罩外壁刻有刻度線，最后 采用螺絲擰緊，從而達(dá)到調(diào)節(jié)集氡罩內(nèi)部空氣體積的作用。
[0006] 集氡罩頂部通過軟管連接到干燥管（6)和抽氣栗（7)，干燥管通過軟管連接到測 氡儀（5)，在干燥管與測氡儀（5)之間的軟管路上設(shè)有流量計（3)和抽氣栗（4)。
[0007] 所述水面托架采用輕型材料制成，水面托架中心有一個略大于集氡罩橫截面直徑 的開孔，在開孔周圍裝有用來固定集氡罩的螺絲（13)，開孔外圍設(shè)有三個浮球（12)，三個 浮球（12 )通過連接件（11)連接到開孔上，三個浮球在開孔外圍圓周上形成均勻間隔分布。
[0008] 所述集氡罩呈圓柱形，在集氡罩的上部設(shè)有儲水倉（24)，儲水倉（24)頂部設(shè)有 抽氣管（27)，底部設(shè)有進(jìn)水管（22)，集氡罩頂部設(shè)有集氡罩進(jìn)氣管（25)及集氡罩出氣管 (21);集氡罩外壁上刻有刻度線（23)，用于讀取集氡罩內(nèi)空氣體積；集氡罩的頂部設(shè)有儲水 倉（24)，在儲水倉上設(shè)有抽氣管（27 )，通過抽氣栗（7 )從抽氣管（27 )抽氣，使得水體從進(jìn)水 管（22)進(jìn)入并充滿集氡罩的儲水倉（24)，通過這種改變集氡罩重量的方法，使集氡罩底部 能夠脫離和浸入水體中，從而達(dá)到測量待測點(diǎn)周圍環(huán)境空氣氡濃度的目的以及實現(xiàn)裝置的 水上部分能夠在待測水體中改變測量位置的目的；集氡罩進(jìn)氣管（25)的進(jìn)氣孔附近設(shè)有 進(jìn)氣管濾網(wǎng)（26)，用于過濾集氡罩進(jìn)氣管（25)中進(jìn)入的空氣中的雜質(zhì)。
[0009] 所述干燥管（6)設(shè)有干燥管進(jìn)氣管（61)及干燥管出氣管（62)，干燥管（6)內(nèi)部布 滿變色硅膠（63)，變色硅膠用于降低集氡罩內(nèi)進(jìn)入測氡儀的空氣的濕度，防止?jié)穸冗^大對 測量結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。
[0010] 一種開環(huán)式原位測量水體氡析出率的方法，其特征在于，其測量過程如下： 1、 將集氡罩安裝在水面托架的開孔內(nèi)，使集氡罩底部與待測水體表面保持一定距離， 并將托架經(jīng)水面移動到待測位置； 2、 對集氡罩頂部的儲水倉緩慢抽氣，在負(fù)壓的作用下集氡罩下部水體緩慢通過儲水倉 底部進(jìn)水管吸入儲水倉，集氡罩緩慢浸入水中；當(dāng)儲水倉充滿水時，關(guān)閉抽氣管，此時集氡 罩與待測水體表面形成預(yù)定體積的密閉空間； 3、 當(dāng)完成步驟1之后，運(yùn)行氡濃度測量系統(tǒng)，測定并記錄集氡罩外部環(huán)境中的氡濃度， 測氡儀的示數(shù)G，單位為匈? ;經(jīng)公式（1)得到集氡罩外部環(huán)境中的氡濃度^單位為 Bqm~2 ；
考慮到氡的衰變常數(shù)i為2.1X10 6S1,當(dāng)集氡罩內(nèi)的空氣從集氡罩進(jìn)入測氡儀的時
為S ;其中K是集氡罩至測氡儀之間連接軟管的內(nèi)部總體積，單位為』是氡的衰變常數(shù) (2.IX10b廣1)淨(jìng)是氣流流率，單位為W3.P; 4、 當(dāng)步驟2結(jié)束后，迅速啟動氡濃度測量系統(tǒng)使其連續(xù)運(yùn)行，測量集氡罩內(nèi)的氡濃度， 并記錄氡濃度測量系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行時間G單位為s; 5、 在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，集氡罩內(nèi)的氡濃度隨時間的變化可以用式（2)來描述：
式中，C1為集氡罩內(nèi)的氡濃度，單位為為集氡罩所覆蓋的水體的表面積，單 位為A隄指集氡罩內(nèi)部空氣的體積，單位為AG是集氡罩外部環(huán)境中的氡濃度，單位 為Sq# 對于公式（2)，i=0時，C1=心該常微分方程的解為：

為ACf2是考慮到氣體從集氡罩流動到測氡儀時間G內(nèi)氡衰變損失之后的氡濃度，單位為 均W-3 ;該濃度可以用公式（4)來表示：
當(dāng)集氡罩距離測氡儀的距離很小時，即可忽略氣體從集氡罩流動到測氡儀時間^中氡 的衰變量值，，此時公式（5)可以簡化為公式（6):
6、記集氡罩內(nèi)氡濃度的測定所需時長為AT，單位為s;當(dāng)測量系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行換氣 -A77 2時間，即可得出時刻以t時集氡罩內(nèi)的氡濃度&再根據(jù)公式（5)計算測量點(diǎn) 的氡析出率j勺值，單位為;當(dāng)時間4較短，采用公式（6)計算測量點(diǎn)的氡析出率/ 的值。
[0011] 有益效果 1.水面托架呈對稱圖形對稱均勻分布，采用輕型材料制成。集氡罩安裝在水面托架中 心位置，從而穩(wěn)定地浮在水面上。
[0012] 2.水面托架的中心位置裝有對稱均勻分布的螺絲，集氡罩外壁刻有刻度線，集氡 罩可以在水面托架的中心位置上下移動，最后采用螺絲擰緊，從而達(dá)到調(diào)節(jié)集氡罩內(nèi)部空 氣體積的作用。
[0013] 3.集氡罩的頂部設(shè)有儲水倉，在儲水倉上設(shè)有抽氣管以及進(jìn)水管。通過抽氣管抽 氣，使得水體從進(jìn)水管進(jìn)入并充滿集氡罩的儲水倉。通過這種改變集氡罩重量的方法，使集 氡罩底部能夠脫離和浸入水體中，從而達(dá)到測量待測點(diǎn)周圍環(huán)境空氣氡濃度的目的以及實 現(xiàn)裝置的水上部分能夠在待測水體中改變測量位置的目的。
[0014] 4.本發(fā)明適用于鈾礦冶領(lǐng)域放射性水體氡的監(jiān)測工作，通過對放射性水體中氡析 出率的測定，為合理制定相關(guān)含有放射性水體工作場所的氡輻射防護(hù)提供重要依據(jù)。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明制作時所用的裝置結(jié)構(gòu)示