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【摘要】本文介绍了放射性气体氡的性质、危害及其测量方法原理进行了详尽的介绍，提出了异常解释工作的看法和体会。
【关键词】放射性 土壤氡浓度 FD-3017
0、前 言
氡是由镭衰变产生的一种无色无味的放射性惰性气体，是WHO（世界卫生组织）公布为19种主要环境致癌物之一，且被国际癌症研究机构列入室内主要致癌物。在含氡的环境中，人体呼吸时氡气及其子体随气流进入肺脏，氡子体衰变时放出α射线，这种射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而大大增加患肺癌的可能性。医学研究已经证实，氡气还可能引起白血病、不孕不育、胎儿畸形、基因畸形遗传等后果。氡气污染在肺癌诱因中仅次于吸烟排在第二位，美国每年因此死亡的人数达5000人至20000人，我国每年也有50000人因为氡气及其子体致肺癌而死亡。因此，土壤中氡浓度的分布与迁移规律的研究对室内氡以及环境氡的研究具有重要意义。本文主要对氡气的性质、工程中土壤氡浓度测量的方法原理进行介绍。
1、氡气的性质
凡是具有放射性的核元素称为放射性核素，放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素两种。天然放射性核素是指在自然界中存在的放射性核素，地球上到处都存在着天然放射性核素，人工放射性核素是指通过人工核反应生成的放射性核素。天然放射性核素的种类很多，分布很广（岩石、土壤、天然水、大气、及动植物体内）都含有天然放射性核素。
氡共有27种同位素，最重要的有三种，氡219，半衰期4秒，从它产生的地点到人类呼吸之前就衰变完了；氡220，半衰期55.6秒，在特定的环境下才有一定卫生学意义，氡222，半衰期为3.82天，是我们通常所说的污染物，其衰变过程产生一系列新的放射性核素，并释放出三种射线，我们习惯上把这些新生的放射性核素称为氡子体，氡子体分为短寿命性子体和长寿命性子体，吸入氡对人体产生的危害主要是氡的短寿命性子体。
氡及其子体对人体健康产生的危害主要是氡222衰变后产生的218Po和214Po，对人类产生的照射剂量占天然辐射总剂量的50%，这些放射衰变产物粘附在可吸入颗粒物上，随呼吸进入人体并沉积在肺部。
2、土壤氡浓度测量的方法原理
2.1 土壤氡浓度测量的几种方法
土壤中氡浓度测量的方法都建立在氡及其子体性质的基础上。主要分为微分（瞬时）氡测量和积分（累积）测量。氡的瞬时测量方法，包括金箔静电计法和静电计电离室法以及硫化锌闪烁室法，“RnA”测量法和活性炭抽气吸附测量法等；氡的积分测量法，包括径迹蚀刻法、热释光法、活性炭吸附法、液体闪烁法、α聚集器（统称Po-218法）等等；
2.2仪器测量原理
目前常用的测量仪器为FD-3017型测氡仪，测量基本误差小于10%。
FD-3017型测氡仪采用微分“RnA”法测量，其性能、原理如下：
FD-3017型测氡仪极限探测灵敏度小于0.1爱曼；探测效率η2π=53.33%（239Pu α源）；换算系数J土= 0.158BqL-1/（脉冲计数）；抽气泵密封性：在700mm泵柱时，漏气速率<20mmHg/min；金硅面垒型半导体探测器直径为26mm，面积为531mm2。
FD-3017型测氡仪是用抽气泵抽取地下60cm-80cm的气体1.5L，当氡射气经干燥器被抽入筒内后，随即开始衰变，并产生新的子体—RaA，它在初始形成的瞬间是带正电的离子，仪器利用离子的带电特性，采用电场的方式进行收集，使RaA离子在电场的作用下被浓集在带负高压的金属收集片上，在经过2分钟的高压收集后，取出金属片放入到操作台探测器内测量α的放射性，其强度与氡浓度值成正比。
CRn=J*NaRaA
式中：CRn—氡浓度（爱曼）
NaRaA—RaA的α的计数
J—换算系数（爱曼/脉冲），由标定确定。
仪器对α放射性的测量是采用金硅面垒半导体探测器，它具有较高的灵敏度和高分辨率，当α射线进入到探测器的灵敏层后，将产生电子—空穴对，并在电场作用下向两极运动，形成脉冲电流，在负载电阻R上产生电压脉冲，经电荷灵敏放大器及主放大器放大后，送入单道脉冲幅度甄别器，最后进入计数电路，在液晶屏上显示出来。
2.3 野外工作方法
测量工作一般应选择测前24小时晴好的天气。
（1）.准备工作。首先进行仪器的例行检查，包括仪器密封性是否良好，电池电压值和校验信号是否正常，阀值旋钮刻度是否在原位，干燥剂是否可用。然后进行测量；
（2）.打孔。打孔深度为80-100cm（如遇建筑垃圾或硬化地带，测量前，采用电钻打孔，剔除测量点的硬化表层，然后再用取样器在原状土层中取气）。
（3）.取气。取样器插入打好的孔内时，取样器在靠近地表部位应进行密闭，避免大气渗入孔中，保证取气深度为60-80cm，然后将土壤中的气体抽入抽筒内。
（4）.采样。启动高压使收集片在高压状态下，通过静电吸附方法把氡子体收集到收集片上，FD-3017测氡仪加压采样时间为2分钟， HDC高灵敏度环境测氡仪加压采样时间为3分钟。
（5）.测量。将收集有氡子体的收集片放到测量仪器内进行测量，FD-3017测氡仪测量时间为2分钟，HDC高灵敏度环境测氡仪测测量时间为3分钟。
（6）.记录。记录仪器读数，经换算即可得出土壤的氡浓度值。
（7）.更换收集片，进行下一测点的测量。
（8）.全部测点测量完毕后，进行检查点测量。
最后进行内业数据处理，提交结论报告。
3、异常的解释工作
氡的性质中包括化学的、物理的、辐射的以及吸附、溶解和产热的，所以要应用这些性质来解决我们的土壤氡浓度问题。
（1）.氡的溶解性：氡能以不同的速度溶解与不同的液体中，其中显著的溶解在各种油脂和煤油中。氡在液体中的溶解速度随着温度的增高而降低，但当其达到饱和极限时，氡的溶解速度变慢。所以在野外测量的过程中要注意避开有水的地方。
（2）.固体物质对氡的吸附：物质均不同程度地具有吸附氡的特性，所以要详细观察测区测点附近是不是有强吸附作用的物质存在。
（3）.氡的消散：氡的消散是大气中存在氡的原因，因为氡通过大地表面向大气中释放。所以氡含量的测量要考虑氡气消散的影响；通常氡的消散与介质中的镭的含量、射气系数、孔隙度，以及决定土壤与大气之间气体交换的气象因素都有关系。
只有清晰的知道我们所测量出来的氡浓度为什么高、为什么低，排除各种影响，权衡各个方面才能正确的判断工程中土壤的平均氡浓度水平。
现场所采集的数据经处理后，必须将所测数据结合现场场地实际地形、地质记录并参考岩土工程勘察报告进行综合分析来说明测量中出现的高值和低值。最后根据场地的土壤的平均氡浓度水平结合地区非地质断裂带的平均氡浓度水平判断该场地氡浓度是否超标。
参考文献
《氡测量及实用数据》 吴慧山，梁树红等编著，北京：原子能出版社，2001年11月
《核技术勘查》 吴慧山，蒋永一，赵树新等编著，北京：原子能院出版社，1998
《氡及其子体测量规范》 中华人民共和国核行业标准EJ/T 605-91，1991年10月
《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中华人民共和国国家标准（GB50325-2001）（2006版）
《民用建筑工程室内环境污染控制规程》 北京市工程建设标准（DBJ01-91-2004）
【关键词】放射性 土壤氡浓度 FD-3017
0、前 言
氡是由镭衰变产生的一种无色无味的放射性惰性气体，是WHO（世界卫生组织）公布为19种主要环境致癌物之一，且被国际癌症研究机构列入室内主要致癌物。在含氡的环境中，人体呼吸时氡气及其子体随气流进入肺脏，氡子体衰变时放出α射线，这种射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而大大增加患肺癌的可能性。医学研究已经证实，氡气还可能引起白血病、不孕不育、胎儿畸形、基因畸形遗传等后果。氡气污染在肺癌诱因中仅次于吸烟排在第二位，美国每年因此死亡的人数达5000人至20000人，我国每年也有50000人因为氡气及其子体致肺癌而死亡。因此，土壤中氡浓度的分布与迁移规律的研究对室内氡以及环境氡的研究具有重要意义。本文主要对氡气的性质、工程中土壤氡浓度测量的方法原理进行介绍。
1、氡气的性质
凡是具有放射性的核元素称为放射性核素，放射性核素分为天然放射性核素和人工放射性核素两种。天然放射性核素是指在自然界中存在的放射性核素，地球上到处都存在着天然放射性核素，人工放射性核素是指通过人工核反应生成的放射性核素。天然放射性核素的种类很多，分布很广（岩石、土壤、天然水、大气、及动植物体内）都含有天然放射性核素。
氡共有27种同位素，最重要的有三种，氡219，半衰期4秒，从它产生的地点到人类呼吸之前就衰变完了；氡220，半衰期55.6秒，在特定的环境下才有一定卫生学意义，氡222，半衰期为3.82天，是我们通常所说的污染物，其衰变过程产生一系列新的放射性核素，并释放出三种射线，我们习惯上把这些新生的放射性核素称为氡子体，氡子体分为短寿命性子体和长寿命性子体，吸入氡对人体产生的危害主要是氡的短寿命性子体。
氡及其子体对人体健康产生的危害主要是氡222衰变后产生的218Po和214Po，对人类产生的照射剂量占天然辐射总剂量的50%，这些放射衰变产物粘附在可吸入颗粒物上，随呼吸进入人体并沉积在肺部。
2、土壤氡浓度测量的方法原理
2.1 土壤氡浓度测量的几种方法
土壤中氡浓度测量的方法都建立在氡及其子体性质的基础上。主要分为微分（瞬时）氡测量和积分（累积）测量。氡的瞬时测量方法，包括金箔静电计法和静电计电离室法以及硫化锌闪烁室法，“RnA”测量法和活性炭抽气吸附测量法等；氡的积分测量法，包括径迹蚀刻法、热释光法、活性炭吸附法、液体闪烁法、α聚集器（统称Po-218法）等等；
2.2仪器测量原理
目前常用的测量仪器为FD-3017型测氡仪，测量基本误差小于10%。
FD-3017型测氡仪采用微分“RnA”法测量，其性能、原理如下：
FD-3017型测氡仪极限探测灵敏度小于0.1爱曼；探测效率η2π=53.33%（239Pu α源）；换算系数J土= 0.158BqL-1/（脉冲计数）；抽气泵密封性：在700mm泵柱时，漏气速率<20mmHg/min；金硅面垒型半导体探测器直径为26mm，面积为531mm2。
FD-3017型测氡仪是用抽气泵抽取地下60cm-80cm的气体1.5L，当氡射气经干燥器被抽入筒内后，随即开始衰变，并产生新的子体—RaA，它在初始形成的瞬间是带正电的离子，仪器利用离子的带电特性，采用电场的方式进行收集，使RaA离子在电场的作用下被浓集在带负高压的金属收集片上，在经过2分钟的高压收集后，取出金属片放入到操作台探测器内测量α的放射性，其强度与氡浓度值成正比。
CRn=J*NaRaA
式中：CRn—氡浓度（爱曼）
NaRaA—RaA的α的计数
J—换算系数（爱曼/脉冲），由标定确定。
仪器对α放射性的测量是采用金硅面垒半导体探测器，它具有较高的灵敏度和高分辨率，当α射线进入到探测器的灵敏层后，将产生电子—空穴对，并在电场作用下向两极运动，形成脉冲电流，在负载电阻R上产生电压脉冲，经电荷灵敏放大器及主放大器放大后，送入单道脉冲幅度甄别器，最后进入计数电路，在液晶屏上显示出来。
2.3 野外工作方法
测量工作一般应选择测前24小时晴好的天气。
（1）.准备工作。首先进行仪器的例行检查，包括仪器密封性是否良好，电池电压值和校验信号是否正常，阀值旋钮刻度是否在原位，干燥剂是否可用。然后进行测量；
（2）.打孔。打孔深度为80-100cm（如遇建筑垃圾或硬化地带，测量前，采用电钻打孔，剔除测量点的硬化表层，然后再用取样器在原状土层中取气）。
（3）.取气。取样器插入打好的孔内时，取样器在靠近地表部位应进行密闭，避免大气渗入孔中，保证取气深度为60-80cm，然后将土壤中的气体抽入抽筒内。
（4）.采样。启动高压使收集片在高压状态下，通过静电吸附方法把氡子体收集到收集片上，FD-3017测氡仪加压采样时间为2分钟， HDC高灵敏度环境测氡仪加压采样时间为3分钟。
（5）.测量。将收集有氡子体的收集片放到测量仪器内进行测量，FD-3017测氡仪测量时间为2分钟，HDC高灵敏度环境测氡仪测测量时间为3分钟。
（6）.记录。记录仪器读数，经换算即可得出土壤的氡浓度值。
（7）.更换收集片，进行下一测点的测量。
（8）.全部测点测量完毕后，进行检查点测量。
最后进行内业数据处理，提交结论报告。
3、异常的解释工作
氡的性质中包括化学的、物理的、辐射的以及吸附、溶解和产热的，所以要应用这些性质来解决我们的土壤氡浓度问题。
（1）.氡的溶解性：氡能以不同的速度溶解与不同的液体中，其中显著的溶解在各种油脂和煤油中。氡在液体中的溶解速度随着温度的增高而降低，但当其达到饱和极限时，氡的溶解速度变慢。所以在野外测量的过程中要注意避开有水的地方。
（2）.固体物质对氡的吸附：物质均不同程度地具有吸附氡的特性，所以要详细观察测区测点附近是不是有强吸附作用的物质存在。
（3）.氡的消散：氡的消散是大气中存在氡的原因，因为氡通过大地表面向大气中释放。所以氡含量的测量要考虑氡气消散的影响；通常氡的消散与介质中的镭的含量、射气系数、孔隙度，以及决定土壤与大气之间气体交换的气象因素都有关系。
只有清晰的知道我们所测量出来的氡浓度为什么高、为什么低，排除各种影响，权衡各个方面才能正确的判断工程中土壤的平均氡浓度水平。
现场所采集的数据经处理后，必须将所测数据结合现场场地实际地形、地质记录并参考岩土工程勘察报告进行综合分析来说明测量中出现的高值和低值。最后根据场地的土壤的平均氡浓度水平结合地区非地质断裂带的平均氡浓度水平判断该场地氡浓度是否超标。
参考文献
《氡测量及实用数据》 吴慧山，梁树红等编著，北京：原子能出版社，2001年11月
《核技术勘查》 吴慧山，蒋永一，赵树新等编著，北京：原子能院出版社，1998
《氡及其子体测量规范》 中华人民共和国核行业标准EJ/T 605-91，1991年10月
《民用建筑工程室内环境污染控制规范》中华人民共和国国家标准（GB50325-2001）（2006版）
《民用建筑工程室内环境污染控制规程》 北京市工程建设标准（DBJ01-91-2004）