土壤潜势氡浓度快速测量方法的研究

摘要

氡及其子体是人类所受天然辐射的主要来源，其所致剂量约占所有天然辐射的50％。世界平均而言，低层建筑物室内来源于地基和周围土壤的氡约占60.4%。与室内氡水平直接相关的是土壤潜势氡浓度(土壤中潜在的最大氡浓度)，其直接测量的深度通常需达数米，测量十分困难。国内外还没有快速可靠测量土壤潜势氡浓度的方法，国内测量的都是0.5-0.8m深度的浅层土壤氡浓度。因此需要找到快速测量土壤潜势氡浓度的方法。
　　本文通过深入分析半无限大均匀土壤中氡的运移分布规律，建立了一种利用土壤浅层氡浓度和土壤表面氡析出率两个源项来快速测量土壤潜势氡浓度的双源法理论模型，并在深圳市建筑科学研究院的土囤装置上对该理论模型进行了实验验证。实验结果表明，利用双源法理论模型测量得到的土壤潜势氡浓度与潜势氡浓度实测值之间的相对偏差在±10%以内，证明了双源法测量土壤潜势氡浓度的可靠性。同时，本文对实验验证数据进行了详细的分析，考虑到土囤不能满足双源法理论模型对半无限大均匀土壤的要求，对测量数据进行了补偿修正和多次迭代修正，并获得了更好的结果。另外，本文介绍了两点法的相关研究，两点法利用的是半无限大均匀土壤条件下氡浓度的分布曲线，也能用于土壤潜势氡浓度的测量。在半无限大均匀土壤条件下，利用两点法能够获得很可靠的潜势氡浓度测量结果，但如果所测土壤不满足这个条件，那么两点法不能用于潜势氡浓度的测量。同时，本文还对双源法进行了实地应用，实验结果表明在频繁降雨的天气条件下进行土壤潜势氡浓度的测量时，由于氡析出率的偏低会使得双源法有较大的误差。但是如果天气晴好，利用双源法能够测量到非常可靠的潜势氡浓度。
　　本文研究的双源法将大大方便土壤潜势氡浓度的测量，省去钻洞2~3m的复杂工程。更为重要的是，双源法将使土壤氡浓度的测量更具实际意义，不再局限于代表性不高的土壤浅层氡浓度的测量。另外，本文的研究成果可以为快速准确地发现氡异常区域提供有效方法，为建筑工程选址、是否进行防氡设计及国家主管部门制定更为科学的室内氡控制规程提供技术支撑，具有重大的科学意义和实用价值。

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第一章 引言

1.1 天然放射性气体氡概况

1.2 本论文的研究背景与研究意义

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文的研究目标，研究内容及拟解决的关键问题

第二章 土壤中的氡

2.1 土壤中氡的产生

2.2 土壤中氡的基本运移形式

2.3 小结

第三章 双源法理论模型的建立

3.1 双源法理论模型建立的基础条件

3.2 双源法理论模型的推导

3.3 双源法理论模型参数的讨论

3.4 小结

第四章 双源法理论模型的实验验证

4.1 土囤装置简介

4.2 土壤潜势氡浓度实验测量

4.3 土壤浅层氡浓度的测量

4.4 土壤表面氡析出率的测量

4.5 土壤潜势氡浓度双源法测量结果与数据分析

4.6 孔隙度参数的讨论

4.7 土壤浅层氡浓度的补偿修正

4.8 补偿修正后的土壤潜势氡浓度双源法测量值与数据分析

4.9 土壤浅层氡浓度的二次迭代修正

4.10 二次迭代修正后的土壤潜势氡浓度双源法测量值与数据分析

4.11 土壤浅层氡浓度的多次迭代修正

4.12 多次迭代修正后的土壤浅层氡浓度和潜势氡浓度数据分析

4.13 两点法测量土壤潜势氡浓度

第五章 双源法的实地应用

5.1 土壤浅层氡浓度的测量

5.2 土壤氡析出率的测量

5.3 土壤潜势氡浓度真实值的计算

5.4 土壤潜势氡浓度双源法测量值与数据分析

5.5 小节

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

成果目录

致谢