亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        開環(huán)式氡析出率連續(xù)測(cè)量中抽氣流率的影響

        2016-03-26 01:55:50袁久林鐘士力肖德濤劉曉翔南華大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院衡陽(yáng)400山東省核與輻射安全監(jiān)測(cè)中心濟(jì)南507
        核技術(shù) 2016年1期

        劉 暢  單 健  袁久林  鐘士力  肖德濤  劉曉翔  劉 彥(南華大學(xué) 核科學(xué)技術(shù)學(xué)院  衡陽(yáng) 400)(山東省核與輻射安全監(jiān)測(cè)中心  濟(jì)南 507)

        ?

        開環(huán)式氡析出率連續(xù)測(cè)量中抽氣流率的影響

        劉暢1單健1袁久林2鐘士力1肖德濤1劉曉翔1劉彥1
        1(南華大學(xué)核科學(xué)技術(shù)學(xué)院衡陽(yáng)421001)
        2(山東省核與輻射安全監(jiān)測(cè)中心濟(jì)南250117)

        摘要應(yīng)用MATLAB對(duì)開環(huán)式氡析出率測(cè)量過程中不同抽氣流率下集氡罩內(nèi)氡濃度隨時(shí)間的變化規(guī)律進(jìn)行模擬計(jì)算,并用實(shí)驗(yàn)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明,在氡析出率測(cè)量時(shí)保持集氡罩參數(shù)不變的情況下,隨著抽氣流率的增大,集氡罩內(nèi)平衡氡濃度值減小,達(dá)到平衡氡濃度的時(shí)間也縮短。實(shí)驗(yàn)表明,集氡罩內(nèi)的平衡氡濃度的減小可最大限度地減小泄露與反擴(kuò)散的影響;抽氣流率的變大使集氡罩內(nèi)達(dá)到平衡氡濃度時(shí)間縮短以及集氡罩內(nèi)的充氣均勻性愈好。通過本次實(shí)驗(yàn),獲得的抽氣流率為1.94-3.0L·min-1,集氡罩底面積為299cm2,體積為1.79×10-3m3。

        關(guān)鍵詞氡析出率,開環(huán)測(cè)量,抽氣流率,平衡時(shí)間,平衡氡濃度

        國(guó)家自然科學(xué)基金(No.11375083)資助

        第一作者:劉暢,男,1989年出生,2013年畢業(yè)于成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院,現(xiàn)為碩士研究生,主要從事輻射防護(hù)與環(huán)境保護(hù)的研究通信作者:?jiǎn)谓?,E-mail:shanjian0666@163.com

        SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.11375083)First

        Firstauthor:LIUChang,male,bornin1989,graduatedfromtheEngineering&TechnicalCollegeofChengduUniversityofTechnologyin2013,master student,mainlyengagedinradiationprotectionandenvironmentalprotection

        Influence of air pumping flow rate on the continuous measurement of open-loop radon exhalation rate

        LIUChang1SHANJian1YUANJiulin2ZHONGShili1XIAODetao1LIUXiaoxiang1LIUYan1
        1(InstituteofNuclearScienceandTechnology,UniversityofSouthChina,Hengyang421001,China)
        2(NuclearandRadiationSafetyMonitoringCenterofShandongProvince,Jinan250117,China)

        Abstract Background:Theresearchonradonexhalationratemainlyfocusesontheinfluencefactorsofradon exhalationrateonthemediasurface,whileresearchisstilllackingwithrespecttoequilibriumradonconcentrationsin radoncoversets,gasflowrateandotherfactorsaffectingthemeasurementaccuracyofradonexhalationrate. Purpose:Thisstudyaimedtoexploretherelationshipoftheopen-loopair-bleedrate,equilibriumradon concentrationsandradonexhalationratethroughtheoreticalcalculationsandactualmeasurements. Methods: MATLABwasusedtosimulatethevariationsofradonconcentrationswithtimeatdifferentair-bleedratesduringthe open-loopmeasurementofradonexhalationrateinradoncoversets.Theresultswerefurtherprovenbyexperiments. Results:Inthecaseofconstantparametersinradoncoversetsinthemeasurementofradonexhalationrate,the equilibriumconcentrationsofradondecreasedwiththeincreaseofair-bleedrates,andthetimetoreachthe equilibriumconcentrationswasalsoshortened.Thedecreaseofequilibriumconcentrationsofradonminimizedthe effectoftheleakageandcounterdiffusion.Theincreaseofair-bleedratesshortenedthetimeforradonconcentrations toreachequilibriumwithbetterinletgasuniformityintheradoncoversets. Conclusion: Reasonableparameterswere obtainedinthisexperimentwith1.94-3.0L·min-1forair-bleedrates,299cm2forbasalareaand1.79×10-3m3forthe volumeofradoncoversets.

        Key wordsRadonexhalationrate,Open-loopmeasurement,Airpumpingflowrate,Equilibrationtime,Equilibrium radonconcentration

        隨著公眾環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng),人們對(duì)居室和環(huán)境的氡濃度也更加關(guān)注。氡析出率的大小直接反映了物體釋放氡的能力。它也是評(píng)價(jià)各種建材及居室環(huán)境輻射危害程度的重要指標(biāo)。所以,積極發(fā)展和優(yōu)化氡析出率測(cè)量方法,對(duì)準(zhǔn)確測(cè)量土壤、巖石和建材等表面的氡析出率具有重要意義。

        目前,介質(zhì)表面氡析出率的測(cè)量普遍采用在待測(cè)介質(zhì)表面倒扣集氡罩的方式,通過對(duì)集氡罩內(nèi)氡濃度的測(cè)量,進(jìn)而推導(dǎo)出介質(zhì)表面的氡析出率。而調(diào)研發(fā)現(xiàn)對(duì)氡析出率研究主要是集中在對(duì)介質(zhì)表面的氡析出率影響因素方面的研究,如:陳凌等[1]的氡面析出率的測(cè)量及相關(guān)因素的考慮;李韌杰[2]關(guān)于氡析出率的測(cè)定及其影響因素的探討;曹眾為[3]的壓力梯度和溫度對(duì)多孔射氣介質(zhì)氡析出率影響的試驗(yàn)研究;蘇日娜[4]關(guān)于大氣壓力變化對(duì)于土壤氡析出率的影響等相關(guān)研究。而關(guān)于測(cè)量中集氡罩內(nèi)氡的平衡濃度、氣體流率等因素對(duì)氡析出率的測(cè)量準(zhǔn)確性影響研究還很欠缺。

        本文通過理論計(jì)算和實(shí)際測(cè)量,探討開環(huán)氡析出率測(cè)量時(shí)抽氣流率、集氡罩內(nèi)平衡氡濃度與氡析出率準(zhǔn)確測(cè)量的關(guān)系。

        1 開環(huán)式測(cè)量氡析出率的方法

        氡析出率的測(cè)量采用開循環(huán)時(shí),集氡罩為非密封狀態(tài),即:將集氡罩內(nèi)的氣體以一定的流率泵出,并不斷地將干凈空氣(空氣中不含有氡或氡濃度相對(duì)較低)泵入罩內(nèi),開環(huán)式測(cè)量氡析出率原理[5-6]如圖1所示。

        圖1 雙室開循環(huán)測(cè)量氡析出率原理圖Fig.1 Diagram of the measurement of radon exhalation rate by double room open loop method.

        此時(shí),罩內(nèi)的氡濃度變化規(guī)律如式(1)所示[7]:式中:L為氡析出率測(cè)量時(shí)的抽氣流率,L·min-1;S為集氡罩底面積;V為集氡罩體積;P為氡析出率;C為集氡罩內(nèi)積累t時(shí)刻的氡濃度;λ為氡的衰變常數(shù)(2.1×10-6s-1);R為氡的泄露和反擴(kuò)散率。

        式(1)可簡(jiǎn)化為:

        當(dāng)λ+R<<L/V時(shí),式(2)簡(jiǎn)化為:

        解微分方程可得:

        在測(cè)量時(shí),L、S、V均為常數(shù),對(duì)于同一介質(zhì)可以將P也近似看為常數(shù)。令K=PS/L,則:

        必然存在某一時(shí)刻t→m時(shí)Y(t)≈0,也就是說,此時(shí)集氡罩內(nèi)的氡濃度達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡,式(4)可以簡(jiǎn)化為:

        所以,氡析出率為:

        由式(6)可知,在集氡罩參數(shù)不變的情況下,在氡析出率的測(cè)量中抽氣流率與集氡罩內(nèi)平衡氡濃度在一定范圍內(nèi)成反比。

        2 MATLAB模擬計(jì)算

        圖2 不同抽氣流率下Y(t)隨時(shí)間的變化曲線Fig.2 Y(t) under different pumping flow rates varies with time.

        從圖2可以看出,在不同的抽氣流率下,Y(t)隨t有著相同的變化趨勢(shì)。在相同的集氡罩體積下,隨著抽氣流率的變大,集氡罩內(nèi)的氡濃度達(dá)到平衡(即滿足Y(t)≈0)時(shí)所需要的時(shí)間變短。

        同時(shí),當(dāng)介質(zhì)表面氡析出率值和集氡罩底面積不變時(shí),抽氣流率的大小也與集氡罩內(nèi)的平衡氡濃度有著直接的關(guān)系。

        此處,選擇底面直徑為19cm,即底面面積S=283.53cm2的集氡罩作為計(jì)算對(duì)象。用MATLAB軟件模擬的結(jié)果如圖3所示。

        圖3 抽氣流率與集氡罩內(nèi)氡濃度的關(guān)系變化曲線Fig.3 Relationship between gas flow rate and the concentration of radon in the set of radon.

        由圖3可以看出,集氡罩內(nèi)平衡氡濃度隨著抽氣流率的增大而不斷減小,在相同抽氣流率下,集氡罩內(nèi)平衡氡濃度隨著介質(zhì)表面氡析出率而不斷增大,反之則不斷減小。所以,在測(cè)量介質(zhì)表面氡析出率較小的物質(zhì)時(shí),應(yīng)適當(dāng)?shù)剡x用抽氣流率小的泵體測(cè)量,從而保證集氡罩內(nèi)的氡濃度足夠大以得到較準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù),減小由此帶來(lái)的測(cè)量誤差。

        3 氡析出率的實(shí)驗(yàn)測(cè)量

        本實(shí)驗(yàn)采用開循環(huán)法測(cè)氡析出率。所用儀器主要有測(cè)氡儀RAD7(內(nèi)置泵為0.54L·min-1)、集氡罩(底面積為299cm2,4個(gè)進(jìn)氣口、一個(gè)出氣口)、Gilian5000型空氣采樣泵。本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖4所示。在集氡罩的進(jìn)氣口連接一個(gè)空氣采樣泵。首先,將干燥管的一端連接到RAD7測(cè)氡儀的進(jìn)氣口,另一端連接到集氡罩的出氣口,然后將集氡罩的4個(gè)進(jìn)氣口(為使集氡罩內(nèi)的氡能夠分布均勻)用3個(gè)三通連接至外接空氣采樣泵,完整實(shí)物連接如圖4所示。通過改變空氣采樣泵的抽氣流率來(lái)研究抽氣流率對(duì)氡析出率測(cè)量的影響。

        圖4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量實(shí)物裝置圖Fig.4 Physical device of measuring experimental data.

        實(shí)驗(yàn)選擇南華大學(xué)氡室的氡析出率參考標(biāo)準(zhǔn)裝置[8]作為測(cè)量對(duì)象,裝置如圖5所示,該裝置為模擬土壤尾礦氡析出率表面標(biāo)準(zhǔn)氡析出率參考值為P=(1.58±0.05)Bq·m-2·s-1。

        圖5 氡析出率測(cè)量?jī)x檢定裝置圖Fig.5 Radon exhalation rate meter verification device image.

        實(shí)驗(yàn)采用的集氡罩底面積為2.99×10-2m2,集氡罩體積為V=1.7×10-3m3。測(cè)量時(shí)RAD7的泵一直為on的狀態(tài),測(cè)量周期為60min,外置泵的流量設(shè)置為1-3L·min-1。實(shí)驗(yàn)得到了不同抽氣流率下氡析出率的測(cè)量結(jié)果(圖6(a))和不同抽氣流率下集氡罩內(nèi)平衡氡濃度的變化趨勢(shì)(圖6(b))。

        由圖6可看出,在抽氣流率為1.64L·min-1、1.94L·min-1、2.5L·min-1、3L·min-1的4組中,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算的平衡氡濃度、平均氡析出率值符合得較好,氡析出率裝置加外置泵時(shí)測(cè)量的氡析出率平均值與標(biāo)準(zhǔn)裝置的氡析出率值的相對(duì)誤差都在10%以內(nèi),其中4組的平均氡析出率分別為1.69Bq·m-2·s-1、1.57Bq·m-2·s-1、1.63Bq·m-2·s-1、1.59Bq·m-2·s-1。并且隨流率的變大符合得較好,3組數(shù)據(jù)在集氡罩內(nèi)到達(dá)平衡氡濃度后都會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)波動(dòng)。這可能由于測(cè)氡儀內(nèi)部的抽氣泵流率并不穩(wěn)定及外界環(huán)境的溫濕度變化等因素造成數(shù)據(jù)波動(dòng)。由圖6(a)可以看出,流率在1.64L·min-1氡析出率值波動(dòng)比較大,而隨著抽氣流率的增大,氡析出率的測(cè)量值變化趨勢(shì)越來(lái)越平穩(wěn)和精確,這是由于流率的變大使集氡罩內(nèi)的氡混合得更加均勻,測(cè)量的值更加穩(wěn)定和準(zhǔn)確;圖6(b)得出集氡罩內(nèi)平衡氡濃度值隨抽氣流率的變大而減小,而集氡罩內(nèi)平衡氡濃度值的變小有利于減少泄露和反擴(kuò)散的影響,為提高氡析出率測(cè)量值的準(zhǔn)確性提供幫助。另外,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)抽氣流率的變大可以使集氡罩內(nèi)達(dá)到平衡氡濃度的時(shí)間大大縮短,為快速可靠的氡析出率測(cè)量提供保障。

        圖6 不同抽氣流率下所測(cè)氡析出率數(shù)據(jù)(a)和集氡罩內(nèi)平衡氡濃度(b)的變化Fig.6 Variation curves of radon release rate?。╝) and equilibrium radon concentration (b) with different pumping flow rates.

        4 結(jié)語(yǔ)

        由模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得知:

        1)采用開環(huán)式進(jìn)行氡析出率測(cè)量時(shí),通過增加外置泵控制持續(xù)開環(huán)循環(huán)氣流的流率大小,可以控制測(cè)量時(shí)集氡罩內(nèi)平衡氡濃度值。模擬和計(jì)算結(jié)果也表明,在氡析出率的測(cè)量中抽氣流率與集氡罩內(nèi)平衡氡濃度值在一定范圍內(nèi)成反相關(guān)的關(guān)系。

        2)測(cè)量時(shí)集氡罩內(nèi)平衡氡濃度值隨抽氣流率變大而減小,在盡可能降低集氡罩內(nèi)平衡氡濃度值的情況下,可最大限度地減小泄露和反擴(kuò)散的影響,有利于提高氡析出率測(cè)量值的準(zhǔn)確性。

        3)泵的引入可以縮短集氡罩內(nèi)達(dá)到平衡氡濃度的時(shí)間,為實(shí)現(xiàn)快速氡析出率的測(cè)量提供了保障。

        4)以模擬土壤與尾礦氡析出率標(biāo)準(zhǔn)裝置為測(cè)量的參考標(biāo)準(zhǔn)裝置,其氡析出率P=(1.58±0.05)Bq·m-2·s-1,在實(shí)際測(cè)量中得到測(cè)量時(shí)抽氣流率為1.94-3.0L·min-1較為合適。

        5)實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),泵的引入對(duì)集氡罩內(nèi)氡的均勻性和介質(zhì)表面壓力有影響,這可能影響氡析出率的準(zhǔn)確測(cè)量,今后應(yīng)該對(duì)此問題進(jìn)行深入的研究。

        參考文獻(xiàn)

        1 陳凌,謝建倫,黃隆.氡面析出率的測(cè)量及相關(guān)因素的考慮[J].輻射防護(hù)通訊,1998, 18(6):28-36

        CHENLing,XIEJianlun,HUANGLong.Measurement ofradonsurfaceexhalationrateandconsiderationof correlationfactor[J].RadiationProtectionBulletin,1998,18(6):28-36

        2 李韌杰.氡析出率的測(cè)定及其影響因素的探討[J].鈾礦冶,2000, 19(1):56-61

        LIRenjie.Measurementofradonexhalationrateandits discussionofinfluencefactor[J].UraniumMiningand Metallurgy,2000, 19(1):56-61

        3 曹眾為.壓力梯度和溫度對(duì)多孔射氣介質(zhì)氡析出率影響的試驗(yàn)研究[D].衡陽(yáng):南華大學(xué),2013

        CAOZhongwei.Experimentalstudyoninfluenceof pressuregradientandtemperatureonradonexhalation fromporousemaniummedium[D].Hengyang:University ofSouthChina,2013

        4 蘇日娜.大氣壓力變化對(duì)于土壤氡析出率的影響[D].北京:中國(guó)地質(zhì)大學(xué),2008

        SURina.Atmosphericpressurefluctuationeffectsonsoil radonexhalation[D].Beijing:ChinaUniversityof Geosciences,2008

        5 TanY,XiaoD,YuanH,etal.Amethodtosimultaneously andcontinuouslymeasurethe222Rnand220Rnexhalation ratesofsoilinanopenloop[J].IsotopesinEnvironmental andHealthStudies,2014,50(4):531-537

        6 TanYL,XiaoDT,YuanHZ,etal.Revisionfor measuringradonexhalationrateinopenloop[J].Journal ofInstrumentation,2013,8(2):1-7

        7 肖德濤,譚延亮,趙桂芝,等.開環(huán)式測(cè)量氡析出率的方法研究[A].第三次全國(guó)天然輻射照射與控制研討會(huì)論文匯編[C].2010

        XIAODetao,TANYanliang,ZHAOGuizhi,etal.Study onmeasurementmethodofradonexhalationrateinopen loop[A].The3rdnationalseminaronnaturalradiation irradiationandcontrolcompilationofpapers[C].2010

        8 李先杰,丘壽康,劉純魁.氡析出率測(cè)量?jī)x的檢定裝置[J].輻射防護(hù),2008,28(4):197-201

        LIXianjie,QIUShoukang,LIUChunkui.Acalibration facilityforradonfluxmeter[J].RadiationProtection,2008,28(4):197-201

        收稿日期:2015-09-18,修回日期:2015-12-12

        Correspondingauthor:SHANJian,E-mail:shanjian0666@163.com

        DOI:10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.010401

        中圖分類號(hào)O571.3

        久久无码专区国产精品s| 久久综合网天天 | 国产亚洲日韩欧美久久一区二区| 国产亚洲日本人在线观看| 日本女优免费一区二区三区| 91成人黄色蘑菇视频| 久久狠狠色噜噜狠狠狠狠97| 免费a级毛片无码a| 免费成人福利视频| 熟女丝袜美腿亚洲一区二区三区| 日本二区在线视频观看| 好男人社区影院www| 99精品国产99久久久久久97 | 男人扒开女人下面狂躁小视频| 久久精品国产9久久综合| 国产一区二区三区免费精品| 最新69国产精品视频| 亚洲成熟女人毛毛耸耸多| 四川发廊丰满老熟妇| 色老头在线一区二区三区| 日本一本久道| 国产一区不卡视频在线| 人妻精品视频一区二区三区| 97久久综合区小说区图片区| 国内大量揄拍人妻在线视频| 国产免费的视频一区二区| 中文字幕av长濑麻美| 人人鲁人人莫人人爱精品| 久久亚洲精品11p| 手机看片国产日韩| 偷拍一区二区三区在线观看| 夜夜高潮夜夜爽免费观看| 成年美女黄的视频网站| 亚洲欧美日本| 国产精品一区二区AV不卡| 精品国产a毛片久久久av| 女人下边被添全过视频| 又黄又爽的成人免费视频| 永久免费看免费无码视频| 日本一区二区精品色超碰| 偷拍一区二区三区四区视频|