室内空气中氧的测量仪器是什么？

     氡通常的单质形态是氡气，为无色、无嗅、无味的惰性气体，具有放射性。氡的化学反应不活泼，氡也难以与其他元素发生反应成为化合物。氡没有已知的生物作用。因为氡是放射性气体，当人吸人体内后，氡发生衰变的阿尔法粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤，引发怖癌。而建筑材料是室内氡的最主要来源。
    (一)双滤膜法测氡仪
    1．检测原理和仪器结构
    (1)仪器原理  双滤膜法是主动式采样，能测量空气中瞬间的氡浓度。仪器的结构原理见图6—47。图6—47(a)为测氡仪的采样部分．图中衰变室前后各有一层滤膜．用于收集氡子体颗粒物。装好滤膜后，将采样设备连接好，启动抽气泵，按设定流速和时间采集空气样品。空气中氡子体颗粒物被阻留在人口滤膜上。被滤掉子体的纯氡在通过衰变室的过程产生新的子体。新子体颗粒物被出口滤膜所收集。采样t分钟后，取下出口滤膜，移动ZnS(A g)闪烁探测器下，测量出口滤膜上的a放射性[图6—47(b)]，即可换算出氡浓度。
    2．仪器的鉴定和校准
    (2)仪器结构  双滤膜法测氡仪的仪器结构如图6—47所示。仪器有采样器(包括衰变室)和a放射性测量仪两部分。采样器由人口滤膜、衰变室、出口滤膜、流量计和采样泵等部件组成，如图6—47(a)所示。a放射性测量仪由光电倍增管、放大器、显示器等部件组成，如图6—47(b)所示。
    2．仪器的鉴定和校准
    (1)刻度  每年用标准氡室对测量装置刻度l次，得到总的刻度系数。为了严格质量控制，应有组织地对氡测量仪进行刻度和比对．通过双滤膜测氡仪的专用刻度装置．用不同活度的镭标准源对仪器进行刻度。
    (2)平行测量  用另外一种测氡方法与：枉方法在同一地点、同一时间、同一条件下进行采样测量。用配对数据的t分布检验方法，检查两种方法结果的差异，t不应超过临界值。
    3．采样和测定步骤
    (1)采样进气口距地面l.5 m，且与出气口高度差要大于50 cm，应在不同方向上。
    (2)测量前应对采样系统和计数系统进行检查，使其处于正常工作状态，具体步骤见仪器说明书。
    (3)首先将装好滤膜的滤膜卡安装好，并检查是否漏气。
    (4)将采样泵与衰变筒流量计和测量装置连接好，有的仪器有自检功能，应拨到自检键，进行仪器自检，调好甄别阈。
    (5)求出仪器和带滤膜的本底值Nb。按照设定条件接通样泵电源，按工作原理中的方法进行测量。
    (6)采样结束后，将出口滤膜立即从采样位置自动转移到测量位置。在T1一T2时间间隔内测量出口滤膜的a放射性计数。测量时间：典型值8 Bq／m³，t一30 mi n，Tl=5 mi n，T2—30.5 mi n，即可得到满意的计数值。
    4．结果计算
    双滤膜法测氡仪所测得的结果可用式(6一2 5)计算：
    C=KtNt=l6.65 Nt／VEηβZFt        (6-25)
    式中，C为双滤膜法测氡仪所测得的氡浓度，Bq／m³；Kt为总刻度系数，Bq／m³计数；Nt为T1一T2时间间隔的净α计数，计数；V为衰变筒容积，L；E为计数效率，％；η为滤膜过滤效率，%；β为滤膜对α粒子的自吸收因子，％；Z为与t和T1一T2有关的常数；Ft为新生子体到达出口滤膜的份额，％。
    (二)闪烁室(瓶)法
    1．检测原理和仪器结构
    (1)仪器原理  闪烁室型原理是用泵将空气引入圆柱形有机玻璃制成的闪烁瓶中，也可以预先将闪烁瓶抽成真空，在现场打开开关，以实现无动力采样。含氡空气样品进入闪烁瓶中，氡和衰变子体发射的a粒子使闪烁室壁上的ZnS(Ag)晶体产生闪光，由光电倍增管把这种光信号转变为电脉冲，经电子学测量单元通过脉冲放大、甄别后被定标线路记录下来，储存于连续探测器的记忆装置中。单位时间内的电脉冲数与氡浓度成正比，因此可以确定室内氡的浓度。
    (2)仪器结构  典型的测量装置由探头、高压电源和电子学分析记录单元组成。探头由闪烁瓶、光电倍增管和前置单元电路组成。记录和数据处理系统，可用定标器和打印机，也可用多道脉冲幅度分析器和X-Y绘图仪。
    2．仪器的鉴定和校准
    (1)刻度源  刻度源可采用226 Ra标准源(溶液或固体粉末)。
    (2)刻度装置  有条件的应采用标准氡室。除用专门的氡室外，也可以用现行国家标准《空气中氡浓度的闪烁瓶测量方法》(GB／Tl6147—1995)中第5.2节介绍的玻璃刻度系统。
    3．采样和测定步骤
    (1)采样点  选择能代表待测空间的最佳采样点。记录好采样器的编号、采样时间和采样点的位置。
    (2)采样  将抽成真空的闪烁瓶带到待测点，然后打开阀门约l0s后关闭阀门，带回实验室待测。记录采样时间、气压、温度和湿度等。
    (3)稳定性和本底测量  在规定的测量条件下，进行本底稳定性测量和本底测量。
    (4)样品测量  将待测已采样的闪烁瓶避光保存3 h，在规定的测量条件下进行计数测量。根据测量精度的要求，选择适当的测量时问。
    (5)测量完毕后，必须及时用无氡气的气体清洗闪烁瓶，以保持本底状态。
    4．结果计算
    闪烁室(瓶)法测量空气中氡浓度可用式(6—2 6)计算：
    C=Ks(nc一nb)／V(1一e—ʵt)    (6—26)
    式中，C为闪烁室(瓶)法测氡仪所测得的氡浓度，Bq／m³；Ks为刻度因子，Bq／cpm；”nc为样品的计数率，cpm；nb为本底的计数率，cpm；V为采样体积，m³；λ为222 Rn衰变常数，h-1；t为样品封存时间，h。
    (三)半导体探测器
    半导体探测器既可以作为瞬时测量，也可以作为连续测量用。半导体连续氡浓度探测器可以在测量现场给出不同时间的氡浓度，也可以连续获得不间断的数据，使用非常方便，近年来发展很快。目前使用的连续测氡探测器主要有三种类型，即闪烁室型、半导体探测器型和脉冲电离室型。半导体探测器的计数效率比较高，是一种便携式仪器，使用方便，适宜作为瞬时测量用的仪器。
    1．检测原理和仪器结构
    (1)仪器原理  半导体探测器是用小动力泵或自由扩散，将欲采取的空气通过过滤膜进入收集室，氡气衰变时产生带正电荷子体(主要是218 Po正离子)，在外加电场的作用下，这些带正电荷的子体被吸附到半导体探测器表面上，并进一步衰变放出的a粒子。a粒子由半导体探测器记录下来，根据刻度系数可确定氡的浓度。
    (2)仪器结构  仪器由收集室(有不同体积)、探测器(硅半导体)、电子学单元组成。由三位数字显示氡浓度，探测下限为5 Bq／m³。
    2．仪器的鉴定和校准
    半导体测氡仪应定期(一般l年一次)在标准氡室内进行刻度，在正常使用过程中每日用固体226 Ra平面源进行校正。
    3．采样和测定步骤
    半导体探测器多为便携式，打开仪器的开关，稳定几分钟后，即可给出读数；可在间隔短时间后，或更换采样点后，再继续测量。
    4．结果计算
    半导体探测器可以直接给出空气中氡浓度读数，不必再进行计算。
    (四)口径迹探测器
    a径迹探测器(ATD)也称为固体核径迹探测器，是一种累积测量氡浓度的方法。这是20世纪60年代后发展起来的一种新型的核辐射径迹探测器。20世纪80年代，该类探测器在环境氡测量方面的研究和应用得到突破性进展，现已成为比较理想的测氡仪器。
    1．检测原理和仪器结构
    (1)仪器原理  a径迹探测器由扩散杯、渗透膜和径迹片三部分组成。空气中的氡气通过滤膜扩散到测量杯中，氡及其子体衰变产生的a粒子，碰撞到径迹片上沿着它们的轨迹造成原子尺度的辐射损伤，即潜径迹。经化学处理，这些潜径迹能够扩大为可观察的永久性径迹。根据径迹密度和在标准氡浓度暴露下的刻度系数，计算出被测场所的平均氡浓度。
    (2)仪器结构  径迹蚀刻探测器主要由探测元件(CR一3 9，聚碳酸酯膜)和采样盒(塑料制成，直径60～70 mm，高为50～60 mm)组成。采样盒上方放置一滤膜，将空气样品中的氡子体过滤掉，滤膜用压环压紧，盒底部放置两片CR一39径迹片。
    2．仪器的鉴定和校准
    用CR一39的固体径迹探测器可在标准氡室内进行刻度。
    3．采样和测定步骤
    (1)径迹元件的制备
    ①切片。用切片机将C R一3 9片切成一定尺寸的圆形或方形片子。径迹片应用测厚仪测
量每片的厚度。
    ②将片子固定在采样盒的底部，盒口用滤膜加上覆盖；将采样盒密封备用。
    ③在采样现场去掉密封包装，将采样器布放在室内，在20cm内不得有其他物品。
    ④在采样终止时，取下采样器再将其密封好，布放的时间不少于30d。
    (2)测量操作步骤
    ①样品片制备。用切片机把聚碳酸酯膜或CR一39径迹片切成一定形状，一般多为圆形或方形，聚碳酸酯片需用测厚仪测出每张片子的厚度。
    ②布放。在现场去掉密封包装，将采样器布放在测量现场，采样期间应保持室内条件恒定，最好在密封条件下进行，停止使用空调系统，应选在卧室内或客厅内。
    ③回收。采样终止后，取下采样器，密封好后送回实验室。
    ④蚀刻。制备化学蚀刻液(1 6％氢氧化钠与苯酚按体积比l：2配制)，取l0 mL加入烧杯中，将探测器放人烧杯内，在60℃温度下放置30 mi n。然后用清水洗片子并将其晾干。CR一39用6.5 mol／L/KOH蚀刻液，取20 mL此蚀刻液在烧杯中，将片子也放人烧杯中，在70℃温度下放置l0 h。
    ⑤计数。将处理好的径迹片用显微镜下测渎出单位面积上的径迹数，一般数20个视野以上。
    4．结果计算
    口径迹探测器测定的空气中的氡浓度可用式(6—27)计算：
    C=n／TFR    (6—27)
    式中，C为a径迹探测器测定的空气中的氡浓度，Bq／m³；，?为净径迹密度，cm-2；T为暴露时间，h；FR为刻度系数，m³／(Bq·h·cm²)。
    (五)活性炭盒法
    活性炭盒法(AC)是目前测量室内氡最常用的被动式累计测量装置，其采样周期为2～7d，然后用γ能谱仪或液体闪烁仪测量。
    1．检测原理和仪器结构
    (1)仪器原理  氡扩散进入炭床内被活性炭吸收，同时发生衰变，新生的子体也沉积在活性炭内。用了能谱仪测量活性炭盒的氡子体特征γ射线峰或峰群强度，根据特征峰的面积计算出氡浓度，也可以用液体闪烁仪测量，首先要将吸附在活性炭上的氡解析到闪烁液，然后用闪烁计数器进行α／β测量。γ能谱仪或液体闪烁仪与普通放射性测量实验室用的相同。
    (2)仪器结构  采样器为塑料或金属制成的为6.0～10.0 cm、高3.0～5.0 cm的圆柱形小盒，内装25～200g活性炭，盒口罩一层滤膜，以阻挡氡子体进入。
    2．仪器的鉴定和校准
    活性炭探测器在一已知氡浓度的标准氡室内进行刻度，用两个相差一个数量级的碳酸钡镭标准溶液作为标准氡气源。当氡室内氡浓度达到稳定值后，放人至少两个活性炭盒，打开盒盖使氡被吸附到活性炭床上并扩散，按不同暴露时间≠取出活性炭盒密封后，可在了谱仪上测量氡子体的特征峰。刻度应在不同温度和湿度下进行．以便对温度和湿度影响进行修正。
    3．采样和测定步骤
    (1)样品盒的制备
    ①将选定的活性炭放人烘箱内，在120℃温度下烘烤5～6 h，放人磨石玻璃瓶中备用。
    ②装样品。称取一定量烘烤后的活性炭装入采样盒中，覆盖好滤膜。并称量盒的总质量。
    ③将样品盒密封与外面空气隔绝。
    (2)现场进行采样   
    ①在采样点打开采样盒的密封包装，放置在距地面l.5 m处被动采样2～7d。
    ②采样终止时将活性炭盒再密封好，应记录采样的时间，送回实验室待测。
    (3)样品测定  采样终止后3h可以进行测量，将活性炭盒在了谱仪上测量氡子体的γ射线特征峰面积。
    4．结果计算
    活性炭盒法测定的空气中的氡浓度可用式(6—28)计算：
    C=an／Kwt1-be-ʵt       (6—28)
    式中．C为活性炭盒法测定的空气中的氡浓度，Bq／m³；α为采样1h的响应系数，(Bq／m³)／cpm；n为特征峰对应的净计数率，cpm；Kw为吸收水分校正系数；tl为采样时间，h；b为累积指数，可取0.48；λ为氡衰变常数，7.55×10h-3h-1；t1为采样时间终点至测量开始的时间间隔，h。