花岗岩氡析出的混沌特征

相对富铀的花岗岩广泛存在于地表和地下人居环境,其析出的氡会对人体健康造成辐射危害,深入研究花岗岩氡析出机理可为氡防护提供理论依据。本文基于分形和混沌理论,对采自湖南衡阳衡山岩体和广西灌阳都庞岭岩体的样品开展花岗岩氡析出通量随时间变化的规律研究,计算了氡浓度时间序列数据的最大Lyapunov指数和混沌吸引子关联维数,并综合分析讨论了环境因素不变条件下花岗岩氡析出的主要影响因素。结果表明,来自衡山岩体和都庞岭岩体的两个样品264组氡浓度时间序列数据的最大Lyapunov指数分别为0.077和0.308,都大于0,证实来自两个不同岩体的花岗岩氡析出随时间的演化过程为复杂的混沌动力学过程,二者的混沌吸引子的分形维数分别为4.714和5.675,反映前者的岩石特征的复杂性要小于后者。控制或描述环境因素不变条件下花岗岩氡析出演化过程的独立变量至少需7个,一方面包括岩石铀含量、镭活度等化学组成,含铀矿物及造岩矿物组成以及铀镭在这些矿物中的赋存形式等原生岩石特征;另一方面是岩石风化和蚀变过程可改变矿物粒度分布、岩石孔隙度、孔径分布、微裂隙的发育程度以及间隙的粗糙度等岩石结构特征。     

铀尾矿氡析出率的Hurst指数与分形特征

铀尾矿氡的析出是一个重要的环境问题.通过室内实验测定了铀尾矿氡析出率随时间的变化,结果表明尾矿中氡析出率随时间呈现明显的非周期振荡变化.应用R/S方法对所获得的氡析出率时间序列数据进行了分形分析,其整个时间序列数据的Hurst指数为0.83,分维值为1.17.移动Hurst指数在大多数情况下位于0.5-0.8之间,实验后期的Hurst指数部分位于0.5以下,表明铀尾矿氡析出率长期趋势不满足随机游走理论,氡析出率具有长期记忆性,但是短期记忆性不显著.尾矿中氡的析出是一个确定性的混沌动力学过程.     

非稳态条件下壤中氡浓度数理模型探讨

壤中氡具有很强的运移能力,作为一种示踪元素被广泛应用在各个领域。分析了壤中氡的运移机理,以扩散作用和对流作用为基础,建立了非稳定条件下氡及其子体在壤中运移的定解问题。求解表明,在镭-氡平衡条件下,非稳态壤中氡浓度随深度的变化可表述为2种变化规律的合成:(1)氡浓度随深度增加呈饱和指数曲线规律增长;(2)氡浓度随时间呈余弦规律振荡,其振幅为该深度氡浓度变化极差统计平均值的1/2。通过20多天壤中氡浓度连续动态监测数据拟合表明,理论预测值与实测值基本吻合,相关系数为0.62。     

圆管状多孔射气介质氡析出规律的理论研究

基于在多孔射气介质中氡的渗流-扩散迁移理论,建立了圆管状多孔射气介质氡的迁移数学模型,并获得了稳态条件下氡浓度分布的解析解和氡析出率的计算公式。通过研究,获得以下结论:1)圆管管壁内靠近圆管内外表面的氡浓度和氡浓度梯度随着扩散系数的增大而减小;2)圆管内外表面的氡析出率随扩散系数的增大而增大,并逐渐趋于最大值;整个圆管的氡析出份额随扩散系数的增大而增大并逐渐趋于1;3)圆管管壁内的氡浓度峰值的大小随着圆管内外表面压差值的增大而减小;其中氡浓度峰值最大时压差为20 Pa;氡浓度峰值最小时压差为60 Pa;4)当圆管内外表面存在压差时,高压侧的圆管表面的氡析出率随着压力梯度的增大而减小,并逐渐趋于0;低压侧的圆管表面的氡析出率随着压力梯度的增大而增大,并逐渐趋于最大值;整个圆管的氡析出份额随着压差值的增大而增大,并逐渐趋于1。     

压入式通风独头巷道内氡及其子体浓度的计算模型与其分布规律

通过一定初始浓度的氡在0~14 400 s内累积衰变产生的氡子体?潜能浓度的理论计算值,建立氡子体?潜能浓度与氡浓度和累积衰变时间之间的简化数学关系;依据独头巷道内氡及氡子体的来源,分别建立压入式通风方式下巷道内通风风流中氡浓度与氡子体?潜能浓度的数学计算模型;针对具体的独头巷道,研究不同通风量、岩壁氡析出率和有无矿堆情况下整个巷道内氡浓度和氡子体?潜能浓度分布规律。研究结果表明:压入通风方式的独头巷道内,氡浓度及氡子体?潜能浓度均随着岩壁氡析出率和风流流动距离的增大而增大,随着通风风量的增大而减小;工作面矿堆析出的氡能迅速导致风流中氡浓度的增大,而其产生的氡子体?潜能浓度随着风流流动距离增加逐渐增大;     

煤岩组合体分级循环加卸载力学特性的实验研究

使用MTS815岩石力学实验系统,对煤岩组合体进行单轴分级循环加卸载实验,对煤岩组合体在分级循环加卸载实验条件下的力学特性进行分析。研究结果表明:在单轴分级循环加卸载实验条件下,煤岩组合体破坏以剪切破坏机制为主;与单轴抗压强度实验结果相比,在单轴分级循环加卸载作用下,煤岩组合体内部微观裂纹得到扩展,试样的整体强度降低,试样破坏更彻底;在分级加卸载过程第1阶段中,煤岩组合体单循环应变曲线及能耗曲线呈现先骤然下降然后平缓下降的趋势,初始应力与耗散能和应变呈现正相关关系。     

某铀矿山井底车场氡浓度的影响因素敏感性分析

地下开采铀矿山井底车场的风质受多种因素影响,包括入风氡浓度、巷道岩壁氡析出和车场重列车所载松散铀矿石氡的析出.本文选取某地下开采铀矿山为研究对象,基于放射性衰变、连续性方程及紊流传质理论,建立了井底车场氡浓度分布的数学模型.此外,选取了入风氡浓度、待提重车数量及矿车所载铀矿堆氡析出率为变量因素,分析了其对井底车场最大氡浓度影响的敏感度.同时,为探究影响该铀矿井底车场氡浓度的最显著影响因素,结合5次现场调研情况,比较了各影响因素敏感程度.结果表明:在现有工况条件下,入风氡浓度敏感度待提重车数目敏感度=铀矿堆氡析出率敏感度.     

复杂应力状态下岩石弹性波传播特性的研究

本文以探讨地下岩体处于三向不同应力状态下其内部弹性波的传播规律为目的,研究了两种不同致密程度的岩石(沙岩、灰岩),在单轴压力和三轴不同压力下,弹性波的传播特性和波速与应力的关系。结果表明,不同应力状态下岩石的弹性波速随应力的变化阶段与应变随应力的变化阶段大致相同,可分为三个变化阶段;对于处于弹性应力状态下的岩石,应力与弹性波速的关系可用不同的依赖系数线性表示。同时,对用弹性波法确定岩体地应力及水平构造应力进行了探讨。     

香港室内氡水平及其与建筑物表面氡析出率的关系

本文报导用活性炭盒吸附方法对香港室内氡浓度的测量结果及其浓度分布规律。对室内氡浓度与建筑物表面氡析出率的关系进行了分析研究。证实室内空气中的氡主要来源于建材中的镭,而氡浓度水平只决定于室内建筑物表面氡的析出率及通风状况。     

岩石试块单轴加荷过程中弹性波速变化规律的试验研究

对单轴压力作用下岩石试块应力状态与P波(纵波)速度之间的关系进行研究分析。单轴压力试验结果表明,在单轴压缩条件下,随着岩石所受荷载的增大,在岩石试块内部不同方向上传播的弹性波速度也在增大,但在不同方向上增大的幅度不同:在靠近压力作用方向上,弹性波速度增加较大;在垂直于压力作用方向上,弹性波速度增加较小。     

基于物联网的铀矿山通风系统优化控制

针对铀矿山放射性污染物治理需要,根据物联网技术的优良性能,结合铀矿山通风降氡机理,提出了一种基于物联网架构的铀矿山通风降氡监测控制系统,并构建了氡析出自适应神经模糊推理系统模型。通过实时监控及预警,对风机发布远程调控指令,改变井下风量、风压、风流以达到降氡目的。试验分析结果表明,该系统能较好实现铀矿山氡安全监测及控制。     

氡在空气中长距离运移实验研究

设计了一套可以在室内密封条件下观测氡气运移的装置.通过实验发现:氡气向上向下实测运移计数均明显大于扩散运移计数.在氡源附近,实测向下运移计数明显小于向上运移计数;在离开氡源一定距离后,则出现相反情况,即实测向下运移计数明显大于向上运移计数.采用氡团簇运移理论可以较好地解释以上实验结果.根据两组实测数据进行推导,可以得出氡在实验装置中向上运移距离分别为25.55 m和32.89 m,向下运移距离分别为76.75 m和62.79 m;实测运移距离均比理论扩散运移距离(15.08 m)大很多.     

空气伽马吸收剂量率影响因素研究

为提高辐射环境监测数据的准确度,对空气伽马吸收剂量率影响因素进行了研究。针对空气伽马吸收剂量率两个主要影响参数—空气氡及其子体浓度和相对湿度,分别进行了室内外本底测量、增加氡浓度和改变相对湿度实验。采用闪烁室测氡仪(ZnS(Ag)型)、静电收集室测氡仪(RAD7)和电离室测氡仪(AlphaGUARD)测量空气氡浓度,用X-γ剂量率仪(CKL-3120)测量空气伽马吸收剂量率。联合观测空气伽马吸收剂量率、空气氡浓度、温度、相对湿度和大气压强,实验结果表明:空气氡浓度、相对湿度与空气伽马吸收剂量率呈现弱的正相关。     

一种基于两次Radon变换检测棋盘方格点的新算法

提出了一种新的方格角点检测算法。通过连续两次Radon变换，找出角点所在的直线位置，再利用线性拟合方法对得到的直线进行校正，最后线性求解出角点的坐标。该方法最大的特点是能够自动地在正确区域找出所求方格角点，而无需人机交互，这对于动态校准的研究具有重要的意义。通过实际的应用，验证了该方法的正确性和可靠性。     

遂宁-阿坝低密度测量土壤Rn异常及地质解释

遂宁-阿坝低密度(约2 km一个测点)剖面测量土壤中氡,根据壤中氡背景,异常下限和负异常上限等地球化学指标,初步研究表明存在与地质构造块体有关的局域地球化学场和异常分布模武.文中分析和讨论了壤中氡含量和异常分布影响因素,基于主要与构造-流体活动方式和强度有关的认识,提出在该剖面挽近地质时期可能存在四个构造-流体活动系统.     

Retrospective determination of radon in houses

In the 1970s it was statistically proved that exposure to radon daughter products caused lung cancer in miners. High concentrations of radon daughters have since been found in houses. Any epidemiological radon study begun today is hampered because relevant exposure data are difficult to obtain owing to the long latency period between exposure and tumour manifestation. Here I present a method for measuring cumulative radon daughter levels, which takes advantage of the fact that the first long-lived radon daughter (210Pb, half-life 22 yr) becomes firmly attached to glass surfaces in a house. By measuring the surface activity concentration of the alpha-emitter 210Po, the time-integrated radon, or radon daughter, concentration can be estimated. Thus, indoor glass can act as a long-term retrospective or prospective exposure meter for radon in dwellings.     

室内氡气含量的回归分析

运用概率论与数理统计中回归分析的方法,通过调查某地区室内氡气含量和某地区铀浓度地图等相关数据,建立了室内氡气和地表镭分布相关关系的回归分析数学模型,借助统计分析软件SPSS,通过对观测数据的分析处理,建立了散点图和回归直线,并进行参数估计,估计出文中建立回归分析模型的相关系数,并通过模型检验说明所建立的回归分析模型具有意义,室内氡气含量与镭具有高度的正相关,最后通过残差分析,得知文中回归模型的残差服从标准正态分布,并通过绘制标准残差散点图,找出铀浓度地图室内氡气含量高或较高的地区,以便进行重点排查,从而降低氡对人体健康的危害。