RN-FD型固體氡氣源的穩(wěn)定性及應(yīng)用分析1

李朝明 楊志堅(jiān) 褚金學(xué) 吳 謀

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RN-FD型固體氡氣源的穩(wěn)定性及應(yīng)用分析1

李朝明1）楊志堅(jiān)1）褚金學(xué)2）吳 謀1）

1）中國地震局滇西地震預(yù)報(bào)實(shí)驗(yàn)場，云南大理 671000 2）云南省地震局彌渡地震臺(tái)，云南彌渡 675600

對測氡儀器進(jìn)行精確校準(zhǔn)是氡測量工作中的重要環(huán)節(jié)，固體氡氣源的穩(wěn)定性、可靠性在校準(zhǔn)中則顯得至關(guān)重要。本文通過分析RN-FD型固體氡氣源對閃爍室值的穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為：RN-FD型固體氡氣源標(biāo)稱的濃度值與實(shí)際濃度值不一致，標(biāo)稱濃度值只是理論濃度值而不是實(shí)際濃度值，需重新刻度才能使用；RN-FD型固體氡氣源抽氣循環(huán)時(shí)間不同則濃度不同，但抽氣循環(huán)時(shí)間固定，觀測結(jié)果比較穩(wěn)定；對于沒有α檢查源的臺(tái)站，RN-FD型固體氡氣源可用于氡觀測儀器坪區(qū)檢查。

氡觀測 固體氡氣源 測氡儀校準(zhǔn) 標(biāo)稱濃度 穩(wěn)定性

引言

氡是可以揭示巖石受力以及破裂過程的放射性元素，作為探索地震監(jiān)測研究的地球化學(xué)觀測項(xiàng)目，在國內(nèi)外地震科學(xué)研究領(lǐng)域內(nèi)受到高度重視，也是我國地震地下流體的重要測項(xiàng)。經(jīng)過大量觀測實(shí)踐檢驗(yàn)表明，氡觀測具有較好的映震效能（劉菁華等，2007；中國地震局監(jiān)測預(yù)報(bào)司，2007；崔勇等，2008；劉學(xué)領(lǐng)等，2008；張昱等，2010；李朝明等，2012；陳永花等，2014；劉耀煒等，2015；姚玉霞等，2016）。

在氡觀測中，無論是安裝儀器、更換儀器主要部件，還是使用過程中的定期檢查，都需要對使用儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。我國地震臺(tái)站水氡觀測儀器校準(zhǔn)早期采用傳統(tǒng)的液體鐳源，液體源校準(zhǔn)周期長、效率低，校準(zhǔn)質(zhì)量受環(huán)境條件和人為操作的影響。因此，從20世紀(jì)80年代末至今，廣泛使用加拿大Pylon公司生產(chǎn)的RN-150型固體氡氣源和國產(chǎn)的FD-3024型固體氡氣源。固體氡氣源校準(zhǔn)操作簡便，周期短、效率高，不受人為和環(huán)境條件變化的影響，校準(zhǔn)精度高，準(zhǔn)確可靠。但目前存在的問題是，由于長時(shí)間使用，部分固體氡氣源上的閥門損壞，還有的內(nèi)部管道滲漏等，使得其無法正常使用。由于高體積活度的固體氡氣源購買審批手續(xù)復(fù)雜，購買后不但要長期接受放射性監(jiān)管，而且國家放射性物質(zhì)運(yùn)輸管理制度日趨嚴(yán)格，給固體氡氣源的定期質(zhì)檢也帶來極大困難。

為解決固體氡氣源短缺的問題及保障測氡儀器的正常運(yùn)行，2009—2010年，南華大學(xué)氡室曾為寧夏、福建等地臺(tái)站實(shí)驗(yàn)制作了GD-L2小型流通式氡源（張清秀等，2012；杜文勇等，2013），但由于該氡源氡氣平衡倉體積較小，需要控制氣體流速保證氡濃度相對穩(wěn)定，影響因素較多，因而沒有廣泛推廣；2011—2012年，中國地震局監(jiān)測預(yù)報(bào)司組織安排地下流體學(xué)科技術(shù)管理組對故障固體氡氣源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，將報(bào)廢的加拿大RN-150型與FD-3024型固體氡氣源改造成RN-FD型固體氡氣源（任宏微等，2016）。

對測氡儀器進(jìn)行精確校準(zhǔn)是氡測量工作中的重要環(huán)節(jié)，固體氡氣源的穩(wěn)定性、可靠性至關(guān)重要。雖然RN-FD型固體氡氣源已在一部分臺(tái)站使用，但氡氣源的穩(wěn)定性、可靠性缺乏有效驗(yàn)證，氡氣源標(biāo)稱的濃度值缺乏有效檢定，標(biāo)稱濃度值跟實(shí)際濃度值是否一致需要驗(yàn)證。為了檢驗(yàn)RN-FD型固體氡氣源的穩(wěn)定性、可靠性以及用于氡觀測儀器檢查與校準(zhǔn)的可行性，本文測試了云南下關(guān)地震臺(tái)新改造完成的RN-FD型固體氡氣源的主要技術(shù)指標(biāo)，評價(jià)了各項(xiàng)指標(biāo)的合理性，提出了規(guī)范使用RN-FD型固體氡氣源的建議，旨在使這批改造的氡氣源發(fā)揮應(yīng)有的作用。

1 RN-FD型固體氡氣源工作原理

RN-FD型固體氡氣源裝置是通過密閉嚴(yán)封在大體積容器（120L）里的固體226Ra自發(fā)地不斷發(fā)生衰變，其衰變產(chǎn)物氡射氣封存在儲(chǔ)氣罐中，儲(chǔ)氣罐中的氡射氣在大約40天以后達(dá)到放射性平衡。所以在常壓封閉的容器中，封閉40天后氡的活度濃度Rn就已經(jīng)基本恒定（李彤起等，1997；吳永信等，2006；柯璟等，2015）。

近年來，國內(nèi)外研制了許多標(biāo)準(zhǔn)氡室，并且大多由固體鐳源、氡氣箱體、氡體積活度監(jiān)測與控制裝置等組成（唐方東等，2009），氡氣箱體的體積從1—30m3不等。氡氣在密閉容器內(nèi)可以向上、向下及水平運(yùn)移，還包括重力沉降運(yùn)移和氡團(tuán)簇運(yùn)移機(jī)制，水平方向的運(yùn)移能力明顯低于縱向運(yùn)移能力。RN-FD型固體氡氣源容積為120 L，用于校準(zhǔn)時(shí)，氡氣是否混合均勻平衡，每次校準(zhǔn)分配到閃爍室的濃度是否穩(wěn)定有待驗(yàn)證。

2 觀測實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)條件

下關(guān)溫泉水氡于1970年4月開始觀測，觀測人員穩(wěn)定，熟悉水氡觀測技術(shù)，1996年至今一直使用FD-125型室內(nèi)氡釷分析器觀測水氡，儀器性能穩(wěn)定，并按時(shí)對儀器進(jìn)行檢查、校準(zhǔn)，可以充分保證氡觀測工作的順利開展。

觀測室條件嚴(yán)格按照地震水文地球化學(xué)觀測技術(shù)規(guī)范要求，室溫控制在20℃—30℃，濕度≤80%（國家地震局，1985；中國地震局，2014），并有空調(diào)控溫。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

RN-FD型固體氡氣源是用報(bào)廢的加拿大RN-150型固體氡氣源或國產(chǎn)FD-3024型固體氡氣源改造而來，校準(zhǔn)時(shí)將固體氡氣源的進(jìn)氣口與氣泵的出氣口相連，固體氡氣源的出氣口與閃爍室（或電離室）一端連接，將氣泵的進(jìn)氣口與閃爍室（或電離室）的另一端相連，連接形成一個(gè)密閉的氣路循環(huán)系統(tǒng)（圖1），抽氣循環(huán)20分鐘使閃爍室（或電離室）里的空氣與固體氡氣源容器里的氡氣達(dá)到充分混合均勻平衡，以停止氣泵的時(shí)間作為氡氣靜置的起始時(shí)間（吸源開始時(shí)間），靜置60分鐘（與日常觀測條件相同）后測值10分鐘。

圖1 固體氡氣源、氣泵和閃爍室的連接示意圖

3 結(jié)果及分析

3.1 濃度驗(yàn)證

RN-FD型固體氡氣源標(biāo)稱的放射性活度（Rn）為162.4 kBq，按120 L容積計(jì)算出固體氡氣源標(biāo)稱的濃度（Rn）為1353.33 Bq/L。對于標(biāo)稱濃度值是否只是理論濃度值，跟實(shí)際濃度值是否一致，每次校準(zhǔn)分配到閃爍室的濃度是否穩(wěn)定等問題，我們用校準(zhǔn)閃爍室的方法進(jìn)行了驗(yàn)證，即用RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)閃爍室值，根據(jù)值結(jié)果判斷標(biāo)稱濃度是否準(zhǔn)確、可靠，再用已知含量的加拿大RN-150型固體氡氣源校準(zhǔn)相同的閃爍室值，用已知正常值的閃爍室來測定RN-FD型固體氡氣源中氡的濃度Rn值，來驗(yàn)證RN-FD型固體氡氣源的實(shí)際濃度。

3.1.1 用RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)閃爍室值

用RN-FD型固體氡氣源對FD-125型測氡儀新閃爍室1號(hào)和2號(hào)的值進(jìn)行了校準(zhǔn)（表1），按要求把固體氡氣源與閃爍室連接形成一個(gè)密閉的氣路循環(huán)系統(tǒng)，每個(gè)閃爍室抽氣循環(huán)20分鐘，靜置時(shí)間60分鐘，測值時(shí)間10分鐘。根據(jù)已知氡氣源的氡氣濃度和閃爍室的體積可用（1）式計(jì)算閃爍室值：

式中，為儀器校準(zhǔn)值（Bq/脈沖·分鐘－1），Rn為氡氣源的氡氣濃度（Bq/L）；為標(biāo)準(zhǔn)氡氣的體積即閃爍室的體積（0.5L）；為校準(zhǔn)測量讀數(shù)的計(jì)數(shù)率（脈沖/分鐘）；0為閃爍室本底的計(jì)數(shù)率（脈沖/分鐘）；e為氡衰變函數(shù)值。

從計(jì)算結(jié)果來看，兩個(gè)閃爍室兩組值相對誤差都很小，均小于等于0.7%，比規(guī)范要求的5%小得多，說明RN-FD型固體氡氣源每次分配到閃爍室的濃度比較穩(wěn)定。但是1號(hào)閃爍室的值為0.05622Bq/脈沖·分鐘－1，2號(hào)閃爍室的值為0.05891Bq/脈沖·分鐘－1，兩個(gè)閃爍室的值都很大，是規(guī)范要求的0.00700—0.00900Bq/脈沖·分鐘－1的8倍左右。綜合分析認(rèn)為有兩種可能：一是源上標(biāo)稱的濃度（Rn）1353.33Bq/L不是實(shí)際濃度值，導(dǎo)致值變大；二是閃爍室閃爍性能下降，也可導(dǎo)致值變大。總體來看兩個(gè)新閃爍室的值比較接近，新閃爍室剛啟用就報(bào)廢的可能性小，極有可能是RN-FD型固體氡氣源標(biāo)稱的濃度（Rn）1353.33Bq/L只是理論濃度值而不是實(shí)際濃度值。

相對誤差用（2）式計(jì)算：

表1 RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)閃爍室K值

3.1.2 用RN-150型固體氡氣源校準(zhǔn)閃爍室值

用加拿大Pylon公司生產(chǎn)的RN-150型固體氡氣源對新閃爍室1號(hào)、2號(hào)和新增3號(hào)進(jìn)行了校準(zhǔn)（表2），新增3號(hào)新閃爍室是考慮到1號(hào)和2號(hào)閃爍室用RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)值不正常，以排除同批新閃爍室本身的問題。靜置時(shí)間60分鐘，測值時(shí)間10分鐘（和RN-FD源校準(zhǔn)相同），RN-150型固體氡氣源的檢定分配活度為19.24Bq。校準(zhǔn)結(jié)果：1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)閃爍室值分別為0.00748Bq/（脈沖·分鐘－1）、0.00739 Bq/（脈沖·分鐘－1）和0.00718Bq/（脈沖·分鐘－1），3個(gè)閃爍室值全部正常，且每個(gè)閃爍室的值相對誤差均≤1.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的5%。原來用RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)的1號(hào)和2號(hào)新閃爍室值也恢復(fù)正常，說明閃爍室沒有問題，可能RN-FD型固體氡氣源標(biāo)稱的濃度值只是理論濃度值而不是實(shí)際濃度值。

表2 RN-150型固體氡氣源校準(zhǔn)閃爍室K值 （單位：Bq·（脈沖·分鐘－1）－1）

3.1.3 RN-FD型固體氡氣源的濃度測量

用已知正常值的閃爍室1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)對RN-FD型固體氡氣源中氡的濃度Rn進(jìn)行了測定（表3），按要求把固體氡氣源與閃爍室連接形成一個(gè)密閉的氣路循環(huán)系統(tǒng)，每個(gè)閃爍室抽氣循環(huán)20分鐘，靜置時(shí)間60分鐘，測值時(shí)間10分鐘。測定結(jié)果：用公式（3）分別計(jì)算出1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)閃爍室測得RN-FD型固體氡氣源中氡的濃度Rn為180.24Bq/L、173.06Bq/L和177.94Bq/L，每個(gè)閃爍室每組數(shù)據(jù)的Rn值的相對誤差均小于等于1.0%，3個(gè)閃爍室測得RN-FD型固體氡氣源中氡的濃度Rn值的相對誤差分別為1.8%、－2.3%和0.5%，均小于規(guī)范要求的5%，說明RN-FD型固體氡氣源每次校準(zhǔn)分配到閃爍室的濃度比較穩(wěn)定。因此，用3個(gè)閃爍室測定的Rn值的算術(shù)平均值177.08Bq/L作為RN-FD型固體氡氣源中氡的濃度，由此驗(yàn)證了RN-FD型固體氡氣源標(biāo)稱的濃度（Rn）1353.33Bq/L只是理論濃度值而不是實(shí)際濃度值的判斷。

式中，Rn為氡氣源的氡氣濃度（Bq/L）；為儀器校準(zhǔn)值（Bq/（脈沖·分鐘－1））；為校準(zhǔn)測量讀數(shù)的計(jì)數(shù)率（脈沖/分鐘）；0為閃爍室本底的計(jì)數(shù)率（脈沖/分鐘）；為標(biāo)準(zhǔn)氡氣的體積即閃爍室的體積（0.5L）；e為氡衰變函數(shù)值。

表3 RN-FD型固體氡氣源中氡的濃度CRn

根據(jù)每個(gè)閃爍室每次測得脈沖值（－0）和RN-FD型固體氡氣源中氡的濃度Rn值為177.08Bq/L，通過RN-FD型固體氡氣源值計(jì)算公式（1）可算得1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)閃爍室用RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)的值分別為0.00735Bq/（脈沖·分鐘－1）、0.00756Bq/（脈沖·分鐘－1）和0.00715Bq/（脈沖·分鐘－1），3個(gè)閃爍室值完全正常，而且每個(gè)閃爍室的值相對誤差均小于等于1.0%，小于規(guī)范要求的5.0%。1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)閃爍室分別用RN-150型和RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)，值的相對誤差分別為－1.8%、2.3%和－0.4%。即用已知濃度的RN-150型固體氡氣源間接測定RN-FD型固體氡氣源的濃度Rn，再用RN-FD型固體氡氣源的濃度Rn校準(zhǔn)1號(hào)、2號(hào)和3號(hào)閃爍室的值時(shí)，將多產(chǎn)生－1.8%、2.3%和－0.4%的相對誤差。

由于目前缺乏直接對RN-FD型固體氡氣源濃度Rn值的有效檢定，用已知源校準(zhǔn)閃爍室值，再用已知正常值的閃爍室測定未知源的濃度，用得到的濃度校準(zhǔn)閃爍室值的方法會(huì)產(chǎn)生更大誤差，造成不可靠因素。因此這種方法只能作為嘗試。

3.2 RN-FD型固體氡氣源的穩(wěn)定性測試

在用RN-FD型固體氡氣源校準(zhǔn)閃爍室時(shí)發(fā)現(xiàn)，每次相對誤差基本都小于1%，說明穩(wěn)定性尚可。RN-150型（或FD-3024型）固體氡氣源閃爍室取源在1分鐘內(nèi)完成，改造成RN-FD型固體氡氣源后，取源時(shí)要與閃爍室連接形成一個(gè)密閉的氣路循環(huán)系統(tǒng)，要求抽氣循環(huán)20分鐘才可使閃爍室里的空氣與固體標(biāo)準(zhǔn)源容器里的氡氣充分混合均勻平衡。抽氣循環(huán)20分鐘是否能得到最佳測量結(jié)果？抽氣循環(huán)多長時(shí)間測量結(jié)果最穩(wěn)定？不同抽氣循環(huán)時(shí)間下不同靜置時(shí)間的測值又是多少？為研究以上問題，我們對RN-FD型固體氡氣源在不同抽氣循環(huán)時(shí)間、不同靜置時(shí)間下測值的穩(wěn)定性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。

對于同一個(gè)閃爍室分別進(jìn)行3組試驗(yàn)，每1組的抽氣循環(huán)時(shí)間分別為10分鐘、20分鐘和30分鐘，每組試驗(yàn)進(jìn)行3次。按要求把RN-FD型固體氡氣源與閃爍室連接形成一個(gè)密閉的氣路循環(huán)系統(tǒng)，進(jìn)源后每隔10分鐘測一次值，測值時(shí)間10分鐘（校準(zhǔn)時(shí)相同），據(jù)此計(jì)算出每分鐘脈沖值，靜置時(shí)間從0分開始，以10分鐘依次遞增，直到90分鐘結(jié)束（見表4、圖2）。

表4 11月不同抽氣循環(huán)時(shí)間、不同靜置時(shí)間的1號(hào)閃爍室脈沖值（單位：脈沖·分鐘－1）

圖2 RN-FD型固體氡氣源在不同抽氣循環(huán)時(shí)間、不同靜置時(shí)間的1號(hào)閃爍室脈沖值

本文開展了10分鐘、20分鐘和30分鐘3組抽氣循環(huán)試驗(yàn)，每組試驗(yàn)進(jìn)行3次。無論是抽氣循環(huán)時(shí)間還是靜置時(shí)間逐步增加，閃爍室脈沖測值都呈逐步上升趨勢，靜置時(shí)間90分鐘內(nèi)抽氣循環(huán)10分鐘、20分鐘和30分鐘，3組閃爍室脈沖測值最大相對誤差分別為1.0%、3.1%和0.8%，其中抽氣循環(huán)30分鐘閃爍室脈沖測值相對誤差最小，在0.8%以內(nèi)，抽氣循環(huán)20分鐘閃爍室脈沖測值最大相對誤差3.1%來自于靜置時(shí)間0分鐘的一組，但在靜置30分鐘后相對誤差也在0.8%以內(nèi)，總體都小于規(guī)范要求的5%。

靜置90分鐘內(nèi)，抽氣循環(huán)10分鐘、20分鐘和30分鐘這3組9次試驗(yàn)表明：使用RN-FD型固體氡氣源，抽氣循環(huán)10分鐘、20分鐘和30分鐘都能足以使閃爍室里的空氣與RN-FD型固體氡氣源容器里的氡氣達(dá)到充分混合均勻平衡，最大相對誤差為3.1%，說明RN-FD型固體氡氣源每次分配到閃爍室的濃度比較穩(wěn)定。只要合理選取固定循環(huán)時(shí)間、靜置時(shí)間，都能取得穩(wěn)定的觀測結(jié)果。

3.3 RN-FD型固體氡氣源應(yīng)用分析

由于進(jìn)行FD-125測氡儀坪檢查時(shí)，只需要有一個(gè)穩(wěn)定的源，不需要考慮絕對值。目前用于檢查的源較為緊缺，且高體積活度固體氡氣源購買審批手續(xù)復(fù)雜，購買后要長期接受放射性監(jiān)管，那么RN-FD型固體氡氣源目前雖然不能用于校準(zhǔn)，是否可以用于坪檢查？

根據(jù)氡衰變理論：當(dāng)氡射氣鼓入電離室后，氡衰變產(chǎn)生α粒子和RaA氣子體，使電離電流得以積累。3小時(shí)后，氡、RaA的衰變速度與RaC’的增長速度相當(dāng)，電離電流值趨于并達(dá)最大值。而后，便按氡的半衰期衰減。因此，氡進(jìn)入電離室靜置3小時(shí)再讀數(shù)，從理論上分析最為理想（國家地震局，1985；國家地震局科技監(jiān)測司，1995；中國地震局監(jiān)測預(yù)報(bào)司，2007）。因此，沒有固體α檢查源的氡觀測臺(tái)站，用氡源代替α檢查源進(jìn)行檢查，就是把氡源吸入閃爍室靜置3小時(shí)后測高壓計(jì)數(shù)率，繪出高壓與計(jì)數(shù)率坪曲線，根據(jù)坪區(qū)確定工作高壓。那么，靜置多長時(shí)間開始做高壓與計(jì)數(shù)率坪曲線最好？不同靜置時(shí)間下的測值又是多少？為研究這些問題，我們對RN-FD型固體氡氣源在不同靜置時(shí)間下的測值進(jìn)行了測試。

使用RN-FD型固體氡氣源，按要求把固體氡氣源與閃爍室連接形成一個(gè)密閉的氣路循環(huán)系統(tǒng)，每個(gè)閃爍室抽氣循環(huán)20分鐘，進(jìn)源后每隔10分鐘測1次數(shù)，測值時(shí)間10分鐘（與校準(zhǔn)時(shí)相同），結(jié)果換算為每分鐘脈沖值，靜置時(shí)間最長300分鐘（圖3），用1號(hào)和2號(hào)兩個(gè)閃爍室共進(jìn)行了兩組6次試驗(yàn)。

圖3 RN-FD型固體氡氣源在不同靜置時(shí)間的脈沖值

1號(hào)閃爍室于2015年10月11日、13日和15日進(jìn)行了3次試驗(yàn)，2號(hào)閃爍室于2015年10月12日、14日和16日也分別進(jìn)行了3次試驗(yàn)。根據(jù)每組脈沖測值計(jì)算相對誤差，1號(hào)閃爍室從靜置60分鐘開始直到300分鐘結(jié)束，相對誤差都在±5%內(nèi)（黃框）；2號(hào)閃爍室從靜置50分鐘開始直到300分鐘結(jié)束，相對誤差也都在±5%內(nèi)（藍(lán)框）；即兩個(gè)閃爍室從靜置時(shí)間60分鐘開始到300分鐘結(jié)束，相對誤差都在±5%內(nèi)，而且靜置時(shí)間從120分鐘至240分鐘，1、2號(hào)閃爍室相對誤差都在±2.3%內(nèi)（紅框）。

兩個(gè)閃爍室兩組6次試驗(yàn)結(jié)果表明：1號(hào)閃爍室的3次試驗(yàn)結(jié)果更符合理論值，衰變形態(tài)更理想。雖然兩組試驗(yàn)衰變形態(tài)不盡相同，可能是由于兩個(gè)閃爍室的閃爍性能差異所引起的，但是每組曲線衰變形態(tài)基本相同，趨勢基本一致，穩(wěn)定性、重復(fù)性都比較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分說明，氡源吸入閃爍室，靜置時(shí)間120分鐘至240分鐘測值穩(wěn)定，相對誤差小于等于2.3%，靜置120分鐘可以開始繪制高壓與計(jì)數(shù)率坪曲線，RN-FD型固體氡氣源完全可以用于地震臺(tái)站氡觀測儀器坪區(qū)檢查工作。

4 結(jié)論與討論

本文用FD-125型測氡儀分別對RN-FD型固體氡氣源的濃度、穩(wěn)定性和用于坪區(qū)檢查的可能性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明：RN-FD型固體氡氣源的濃度（Rn）值為177.08 Bq/L，標(biāo)稱的濃度值與實(shí)際濃度值不一致，標(biāo)稱的濃度值只是理論濃度值而不是實(shí)際濃度值，需重新標(biāo)刻濃度才能使用；RN-FD型固體氡氣源抽氣循環(huán)時(shí)間不同則濃度不同，但抽氣循環(huán)時(shí)間固定，觀測結(jié)果也很穩(wěn)定；對于沒有α檢查源的臺(tái)站，RN-FD型固體氡氣源濃度高、穩(wěn)定性好，可用于氡觀測儀器坪區(qū)檢查。

由于目前缺乏直接對RN-FD型固體氡氣源濃度Rn值的有效檢定，用已知源校準(zhǔn)閃爍室的值，再用已知正常值的閃爍室測定未知源的濃度，以校準(zhǔn)閃爍室值的方法會(huì)產(chǎn)生更大誤差，造成不可靠因素。另外，不少實(shí)驗(yàn)研究表明，無論閃爍法還是電離法測氡，都會(huì)受溫度和氣壓的影響。因此，在進(jìn)行水中溶解氡與固體氡氣源校準(zhǔn)對比實(shí)驗(yàn)時(shí)，均須對測試結(jié)果進(jìn)行氣壓與溫度修正，這樣才能保證校準(zhǔn)結(jié)果的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。RN-FD型固體氡氣源容積為120 L，更容易受氣壓與溫度變化的影響，但由于所處環(huán)境不具備對RN-FD型固體氡氣源進(jìn)行氣壓與溫度修正的條件，所以，RN-FD型固體氡氣源目前還不能用于氡觀測儀器校準(zhǔn)，更不能代替RN-150型固體氡氣源。

RN-FD型固體氡氣源體積為120L，是RN-150型固體氡氣源體積18.9L的6倍左右，體積大不易運(yùn)輸，比較適合單臺(tái)（片區(qū)）使用。

隨著國家對放射源移動(dòng)運(yùn)輸?shù)谋O(jiān)管力度加強(qiáng)，放射源移動(dòng)所需“手續(xù)”繁瑣費(fèi)時(shí)，多數(shù)“送檢”臺(tái)站路途較遠(yuǎn)，“送檢”運(yùn)輸過程中也存在著安全隱患。固體氡氣源每2年要到蘭州地震研究所進(jìn)行定期檢定，運(yùn)輸不便也為這項(xiàng)工作帶來極大困難。針對源短缺和定期檢定困難，地下流體學(xué)科技術(shù)管理組使用國際刻度裝置AlphaGUARD測氡儀，對目前地震地下流體水氡觀測普遍使用的FD-125型測氡儀和FD-105K型測氡儀進(jìn)行無源校準(zhǔn)測試工作取得了積極進(jìn)展，任宏微等（2016）用AlphaGUARD測氡儀及水氡測量組件進(jìn)行了水中溶解氡校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為水中溶解氡校準(zhǔn)可以代替目前固體氡氣源校準(zhǔn)，有效解決目前氡氣固體源校準(zhǔn)中存在的運(yùn)輸困難、維修技術(shù)要求高等問題，氡觀測儀器如何校準(zhǔn)仍需要進(jìn)行積極探索和嘗試。

致謝：感謝中國地震局地殼應(yīng)力研究所劉耀煒研究員對本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析過程中給予的技術(shù)指導(dǎo)和幫助。

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Stability and Practicability Analysis of RN-FD Type Solid Radon Source

Li Zhaoming1）, Yang Zhijian1）, Chu Jinxue2）and Wu Mou1）

1) Western Yunnan Earthquake Prediction Study Area, China Earthquake Administration, Dali 671000, Yunnan, China 2) Midu Seismic Station, Yunnan Earthquake Agency, Midu 675600, Yunnan, China

The precise calibration of observing instruments plays an important part in the measurement of radon. The stability and reliability of the solid radon source are very crucial in the calibration. In this paper, through the analysis of the stability of the scintillation chambervalue derived from the RN-FD solid radon source, we found that the nominal value of the concentration of RN-FD solid radon source was not consistent with the actual value. The actual concentration value needs to rescale before to use. The concentration difference waw caused by different pumping cycle time. When the pumping cycle time is fixed the observed results are stable. For a station without the α-check-source, the RN-FD solid radon source can be applied as the plateau area check of the radon detector.

Radon observation; Solid radon source; Calibration of radon detector; Nominal concentration; Stability

李朝明，楊志堅(jiān)，褚金學(xué)，吳謀，2018．RN-FD型固體氡氣源的穩(wěn)定性及應(yīng)用分析．震災(zāi)防御技術(shù)，13（1）：114—124．

10.11899/zzfy20180110

地震行業(yè)科研專項(xiàng)（201308006）

2017-05-26

李朝明，男，生于1971年。高級工程師。主要從事地震監(jiān)測研究工作。E-mail：lzm598@sina.com