RAD7测氡仪测量氡浓度的影响因素
admin2025-11-27 23:20:05【玩家论坛】
氡气会致癌已经慢慢得到公认，室内是一个相对密闭的空间，加之许多石材会释放出氡及其子体，并且人们在室内停留时间较长，因此氡及其子体对人类的贡献主要来源于人们在室内停留时所受到的照射。现在室内空气中氡及其子体浓度水平得到辐射防护工作者越来越多的重视。那么，如何降低室内氡浓度水平，如何做出准确测量与有效评估就成为一个亟待解决的问题。
室内空气氡主要来源于房基及周围的土壤、岩石、建筑材料、室外空气、供水和天然气等。林莲卿曾发表过北京地区各类建筑物室内氡进入率的研究结果[1]：北京地区室内氡约有56.3%来自地基岩土、20.5%来自建筑材料和20.5%来自室外空气，不到3%来自燃料和用水。
1 测量选点
选取北京市有代表性的三家单位，作为室内空气中氡浓度监测点。选取这三家单位平时密闭的房间，作为固定室内监测点位，按月频次测量。
2 测量仪器
2.1 RAD7测氡仪优点
具有：①体积小，方便携带、可连续取样测量；②仪器报错率低、性能稳定；③有干燥装置；④数据随测量随时打印，并可同步存贮并随时调用查看等优点，故它成为氡浓度测量中普遍使用的方法之一。
2.2 测量精度
RAD7采用的是PIPS型半导体探测器来甄别不同能量α粒子，Rn-222和Rn-220浓度。RAD7测量Rn-222和Rn-220测量精度分别为±5%、±25%。
2.3 测量模式及测量方法
RAD7提供了Sniff模式、Normal模式和Auto模式三种测量模式。
2.4 RAD7测氡仪的自净
每次测量操作后，立即将仪器取样口放置到室外“干净空气”[2]中, 并开机抽气(实际上是用“干净空气”冲洗探测器的整个气路)。
2.5 测量条件
将干燥器连接在测定仪接口处：每次测量前要检查干燥剂状态，干燥剂变红后，要更换新的干燥剂或烤干的干燥剂，以保持相对湿度9%[3]范围内。测量前，确保关闭门窗24 h以上再测量。测量位置：探测高度1.0 m，距墙1.5 m。测量前，抽吸测量时间不少于20 min，再进行测量。常规测量周期设置：0.5 h×48或者1 h×24。
3 RAD7测氡仪测量读数的影响因素
3.1 最佳测量周期与循环次数的选择
空气中氡浓度的测量结果与测量总时间有密切关系，即测量周期与测量次数的乘积。
3.1.1 固定循环次数，选取最佳测量周期
我们分别选取了0.5、1.0、2.0、3.0 h，24个循环，固定循环次数，来选取最佳测量周期，测量周期小于0.5h时，数据波动很大、稳定性差，测量结果见表 1。
表 1
Table 1
表 1 三种测氡仪不同测量周期的比较
仪器型号
0.5 h
1.0 h
2.0 h
3.0 h
0839
45.2±15.2
49.3±17.6
42.1±11.4
46.6±11.2
01951
42.1±14.2
48.4±16.4
42.0±13.5
46.8±10.2
01950
39.0±14.0
49.0±20.1
42.5±10.6
46.8±11.7
表 1 三种测氡仪不同测量周期的比较
由表 1可见，当测量周期大于2 h时，数据稳定性较好。因此，测量周期选择2 h。
3.1.2 固定测量周期，确定最佳循环次数
固定测量周期后，由于一昼夜24 h各个时段受气压等的影响，测量结果差异很大，所以测量周期与循环次数的乘积要满足一昼夜24 h的时间。因此，选择了测量周期后，按24 h除以的结果来确定循环次数。
3.1.3 达到不确定度要求
使用RAD7仪器时，依据GB 50325-2001中规定[4]“民用建筑工程室内空气中氡的检测，所选用方法的测量结果不确定度不应大于25%(置信度95%)，方法的探测下限不应大于10 Bq/m3。”我们通过反复实验发现，选取适当的测量周期和测量时间，可以减少不确定度。测量时间愈长，测量结果统计误差愈小。以RAD7型测氡仪为例，如果浓度约为100 Bq/m3，测量周期1 h；如果浓度约为40 Bq/m3，则要测量2 h。
3.2 RAD7测氡仪测量数据相对湿度的选择
3.2.1 测量结果
为了寻找空气湿度对测量结果的影响，本文选择3种湿度进行试验：低湿度(相对湿度10%以下)；中湿度(相对湿度35%左右)，较高湿度(相对湿度50%以上)。
12月测量一组数据：湿度20%测量值为24.53 Bq/m3，27%测量值为23.04 Bq/m3；11月测量一组数据：湿度24%测量值为37.32 Bq/m3，38%测量值为22.93 Bq/m3；9月测量一组数据：湿度45%测量值为30.58 Bq/m3，55%测量值为26.88 Bq/m3；8月测量一组数据：湿度65%测量值为34.53 Bq/m3，42%测量值为23.99 Bq/m3；7月测量一组数据：湿度39%测量值为37.70 Bq/m3，45%测量值为26.60 Bq/m3；5月测量一组数据：湿度37%测量值为26.96 Bq/m3，42%测量值为16.42 Bq/m3。
与同月份同地点比，空气湿度在10%左右，测得的氡浓度数值才比较准确。
3.2.2 测量结果分析
相同空间条件，RAD7测氡仪湿度减低，仪器显示的氡浓度缓慢升高，湿度与氡浓度测量结果成反比。总之，氡浓度测量受多种因素的影响。
3.3 RAD7测氡仪测量数据随昼夜、季节的变化
3.3.1 测氡仪测量数据随昼夜的变化规律
对三家十几年的氡浓度数据统计分析，1天24小时中，凌晨5点(3~6点)最高，在这一时段平均值为32.45~34.06 Bq/m3；下午16~18点最低，在这一时段平均值为21.62~22.62 Bq/m3；上午9点(8~12)在这一时段平均值为26.45~30.72 Bq/m3，接近日平均水平(27.92 Bq/m3)。见图 1。
图 1 氡浓度随昼夜的变化
3.3.2 测氡仪测量数据随季节的变化规律
氡浓度变化最小值在春季，浓度为30.82~40.95 Bq/m3；最大值在晚夏和秋季，浓度为54.00~69.31 Bq/m3；最高值是最低值的2.25倍，平均值46.31 Bq/m3。见图 2。
图 2 氡浓度随季节变化
3.3.3 结论
本文对这些年所选三家的氡浓度测量数据进行了分析：氡浓度的日变化规律取决于大气稳定度的变化，清晨大气温度梯度为逆温，大气处于稳定状态，近地表大气中氡浓度较高。太阳上升后，逆温被破坏，氡浓度下降，一直持续到上午，日落后大气稳定度开始增加，氡浓度又上升。在影响测氡结果的因素中，气压是个关键因素。因此，氡浓度随季节的变化规律明显，在春季出现最小值或较低值，在晚夏或秋季出现最大值，最大月平均值与最小月平均值之比约在2.25。
4 RAD7测氡仪测量结果不确定度分析
4.1 RAD7测氡仪仪器间比对
2013年03月26日17:40开始测量，连续测量48 h，测量结果见表 2。
表 2
Table 2
表 2 三台测氡仪相同条件测量结果的比对
时间
仪器型号
0839
01951
01950
17:18
45.0
39.9
36.9
19:18
45.5
27.0
42.8
21:18
30.8
39.4
39.2
23:18
43.5
45.6
32.1
1:18
51.5
42.9
49.9
3:18
39.5
33.2
37.8
5:18
48.9
45.0
37.8
7:18
62.3
54.7
44.2
9:18
56.9
62.3
62.0
11:18
63.6
63.7
59.9
13:18
53.5
45.7
58.5
15:18
44.8
50.6
49.2
17:18
28.8
44.3
39.9
19:18
27.4
31.2
27.1
21:18
34.1
27.7
24.9
23:18
35.5
32.6
35.6
1:18
35.5
30.5
27.8
3:18
39.5
36.7
42.8
5:18
52.2
48.5
46.3
7:18
48.8
45.7
54.9
9:18
59.5
59.6
51.3
11:18
53.5
58.2
61.3
13:18
61.6
49.2
50.6
15:18
41.5
56.8
54.2
均数
46.0±10.8
44.6±11.0
44.5±11.0
表 2 三台测氡仪相同条件测量结果的比对
由于绝对氡浓度无法得到, 只是无限接近真值。我们以三台仪器测量平均值在相同空间、相同条件下测量平均值做为参考值。根据测量结果, 2 h×24，48小时平均值为45.02 Bq /m3。这三台RAD7测氡仪48 h测量结果接近。
4.2 测量结果分析
做好室内氡浓度测量的质量保证工作，除了强制检定外，进行相同或不同仪器的测量比对也是切实可行的办法, 可以及时发现测量过程中的问题, 保证测量数据的可靠性。
4.3 RAD7测氡仪测量结果不确定度分析
测量误差主要包括测量系统误差和偶然误差两部分。测量系统误差包括：①测量系统自身误差：首先，闪烁瓶内表面涂得硫化锌厚度对闪烁瓶性能有较大影响。其次，闪烁瓶的有机玻璃因契仑柯夫效应产生本底脉冲以及硫化锌粉中含有少量的α辐射体，都可增加本底计数。由于增加的份额变化不定，从而增加整体测量误差。再则光电倍增管的使用，光阴极热电子发射和管壁玻璃中发光体、管内残存气体的正离子都可能被加速到光电倍增管的光阴极，增加本底。②刻度误差。③气温、气压、湿度误差。④能量响应误差。⑤闪烁瓶容积误差。⑥时间响应误差。
偶然误差由于操作人员测量时造成，例如：没及时更换干燥剂、没有做到测量前关闭门窗24 h、测量过程中开门窗等；偶然误差也包括RAD7测氡仪的瞬时非正常误差，偶然误差不好预估，但是通过重复性测量和统计学处理可以减少误差。
RAD7连续测氡仪检测结果不确定度主要有：①仪器响应时间；②空气湿度、温度；③仪器高度；④取样测量周期长短；⑤门窗关闭程度⑥仪器检定过程出现的不确定度。
本文分析了测量周期及湿度的影响，测量周期太短时(0.5 h之内)，测量不确定度很大；测量周期延长到3 h时，不确定度明显下降。空气湿度小于10%时, 不确定度下降。
总之，RAD7测氡仪只要克服不确定度的影响因素，克服人为操作误差，选取正规厂家，购买仪器时做好验收，就能够保证测量数据的可靠性。
4.4 结论
我们在应用自动化程度越来越高的仪器时，一定要详细通读、读透说明书，弄清楚仪器操作及注意事项。①RAD7氡浓度测量仪使用方便，操作流程清晰。操作者应该认真研读操作说明书，按操作规程严格执行。每次测量完毕，及时用户外的干净空气抽滤“清洗”。② RAD7测氡仪要离开墙1.0 m以上的距离，距离地面1.0 m以上，离地面的高度增加，活度下降。越低活度越大。③气温、气压、气湿的影响：温度控制在20℃~30℃，气压按标准大气压换算成标准一个大气压下的体积，湿度控制在通过干燥剂后10%之内。④注意时间响应：调整测量周期及每个周期的时间，我们每个周期测量2 h或以上，循环次数不小于12个。⑤分析数据时注意四季的变化、昼夜不同时段的变化，分别统计。
因此，调试好仪器，研究相关干扰因素，才能保证测量数据的真实可信。