墙体涂料层氡运移规律数值模拟研究

为探究涂料对墙体内氡析出的影响,建立了墙体涂料单层多孔介质模型,开展涂料层氡运移特征研究。结果表明:1)其他条件一定时,涂料层内氡浓度与其扩散系数呈负相关,扩散系数为8×10－9 m²/s时,涂料表面氡浓度最少；2)涂料层扩散系数一定时,涂料层内氡积累量与其厚度成正相关,当涂料厚度为4 cm时,氡浓度变化率开始变小达到拐点,此时涂料的控氡性能已基本达到最优状态；3)涂料内浓度分布与涂层厚度具有明显的单指数函数关系。     

岩石氡析出的瞬态响应

主要研究受压条件下岩石中氡析出量的瞬时响应函数,为地震氡预测提供理论支撑。首先通过数值分析,建立了封闭条件下岩体在不同单轴压力条件下非稳态的氡浓度随时间响应的数学描述,理论分析岩体单轴压力下析出氡浓度随时间呈指数增长。在理论研究基础上,设计了单轴压力下岩石氡析出的瞬态响应物理实验模型,应用自主研发的氡及其子体总量实时连续测氡仪,获得单轴压力条件下岩石析出氡的瞬态变化曲线。封闭空间岩体在单轴压力下氡浓度实验测量结果与理论曲线符合,实验值与理论计算结果之间的误差总体控制在20%之内。     

理想条件下氡及其子体运移规律研究

从实验入手,应用高灵敏度、高精度、静态、易于重复观测的ＣＤ－１α杯测氡方法,在室内较理想条件下,研究了氡及其子体自身固有的运移规律。主要发现是：氡及其子体比重很大;但在理想空气中,它向上运移能力与向下运移能力相似,甚或超过,而远远大于横向运移能力。其规律是,氡及其子体向上运移的贡献大于４５％,向下运移不及４５％,扩散作用小于１０％。     

压差对含裂缝硐室氡运移影响的数值模拟研究

为研究地下硐室存在裂缝下的氡运移规律,依据某人防工程的构造和物理几何尺寸,建立了适合裂缝网络渗流特性的数学模型和氡运移方程,采用计算流体力学方法,研究了不同室内外压差条件下含裂缝硐室内氡的运移规律。结果表明:分形裂缝网络的渗流模型来表征墙体裂缝的渗流特性具有可行性;随压差从5 Pa增至30 Pa,压差抑制了氡从裂缝中扩散到室内的运移,裂缝处流出的氡质量流量总减少76.5%;压差对排氡起促进作用,从排风口处流出的质量流量总增加了186.2%。硐室在滤毒通风状况下,压差为20 Pa时排氡效率最高,最有利于室内氡的控制。压差的增大可等效为换气次数的增加,顶送下回的送风方式容易造成靠近送风口处氡的堆积且在室内易产生涡流。     

氡及其子体运移规律的实验研究

氡及其子体的运移规律研究是基础理论课题之一,从实验入手,通过在室内内较理想的条件下所进行的氡及其子体“自身”固有运移规律实验研究,发现氡及其子体在较理想条件下的空气中,纵向运移能力远大于横向运移能力,向上运移能力与向下运称能力相当,甚至有超过的现象。其规律是：扩散作用小,不及１０％,地球引力导致是的下沉作用不及４５％,氡及其子本上浮的贡献大于４５％。     

氡在侏罗纪煤中运移规律的实验研究

为了掌握氡探测煤矿隐蔽火源的机理,运用自主设计的可控角度实验装置,以铀矿石为氡源,研究分析了氡在侏罗纪煤体中不同煤温条件下和不同方向上(β倾角)的运移规律。实验结果表明,氡在侏罗纪煤体中的运移具有方向性:同一煤温时,距氡源相同距离位置处的氡浓度值随β倾角的增加而增大;同一方向上,氡浓度值随距氡源距离的增加而减小,温度越高减小速率越快;同一位置处温度越高氡浓度值越大。计算出了不同煤温下和不同方向上氡在侏罗纪煤体中的运移系数、运移速度和运移总量,结果表明运移系数、运移速度和运移总量均随方向和温度的变化呈一定的变化规律,发现氡-氦团簇作用是氡在侏罗纪煤体中竖直运移的主导因素;运移系数、运移速度和运移量随β倾角的变化规律解释了氡在侏罗纪煤体中运移具有方向性的原因,对测氡法探测隐蔽火源位置具有一定的指导意义。     

地层温度场下地下开采矿山斜坡道内氡运移数值模拟研究

开展伴生放射性矿的氡运移研究有利于开采过程中的氡污染治理,对矿山的安全生产有重要意义。引入温度梯度函数进行地层温度模拟,通过建立对流-扩散-衰变数学模型与斜坡道三维几何模型,对地层温度场下伴生放射性矿斜坡道进行了数值模拟研究,探索了地层温度场和通风流场对氡累积与运移的影响。研究表明:流场特征很大程度上决定氡浓度场的空间分布特征,而温度场同样也影响各区域的氡浓度大小。采用通风降氡时,流场中气流组织更好的区域氡浓度变化更大,地层温度场对硐室氡浓度影响更为敏感,本次模拟中温度升高1 K斜坡道氡浓度增加14.7 Bq/m³,硐室增加约22.0 Bq/m³。     

不同介质中氡运移的异常现象与α衰变

研究了氡在不同介质模型中的运移情况 ,实验得出 :氡及其子体在竖立的封闭空气模型中 ,运移距离大大超过 2 7m,远远超过扩散作用达到的范围 ;在空气、砾石、水和砂介质模型顶端 ,氡及其子体均呈阵发性而不是连续性变化。出现这些异常情况 ,是由于氡及其子体的产生与 α衰变有关 ,α粒子系 4He,它能与氡及其子体形成 He-Rn等团簇现象引起的。借助来自铀矿石的氡比来自液体镭源的氡具有更强的向上运移能力 ,论证了 He-Rn团簇的存在。     

衡阳地区人防工程氡浓度调查

衡阳属高氡本底地区,本文选择位于该地区的人防工程进行氡浓度调查．研究表明,在不做密闭处理的情况下,位于衡阳地区的人防工程中平均氡浓度约为55．9—167．3Bq／m^3,低于国际辐射防扩委员会（ICRP）给出的对室内氡浓度干预行动水平的下限建议值：200Bq／m^3．在该通风条件下利用人防工程,可以不考虑氡的防护．人防工程中的氡浓度随着季节变化而变化,春季偏低,秋季偏高．该结果为人防工程平战结合利用时对氡防护有一定的参考意义．     

地-空界面天然氡辐射场的数理模型

地-空界面上氡辐射场的分布特征,不仅可应用于矿产资源勘查、工程地质、地震预报等领域;而且可为环境放射性氡水平及其辐射环境效应的预测与评价,提供理论依据和数据处理的方法技术．文中以氡的扩散和对流理论为基础,建立了地-空界面氡浓度定解问题,进而得出了土壤中氡浓度和大气氡浓度分布的数学表达式,以及大气氡浓度与地表介质铀含量的数学表达式．理论分析表明：土壤氡析出率不仅与土壤镭含量、射气系数有关,而且还与土壤中氡的扩散系数与对流速有关;在开放空间内,大气氡浓度与土壤氡逸出率成正比,与大气对流速度成反比．室内通风,增强空气对流,可有效地降低空气中氡浓度．通过不同深度土壤氡浓度的长期观测结果表明,土壤中氡浓度理论计算值与实测值符合性较好．在土壤深度为1．4m处,两者相对误差为3．1％．     

福田区公共场所氡分布变化的调查评价

深圳是我国土壤高氡背景区,为评价该地区公共场所内氡所致人体辐射照射水平,本文随机抽取的44个不同公共场所,使用RAD-7对所选场所室内氡浓度水平进行调查.调查结果表明深圳福田区公共场所室内氡浓度算术平均值：26.7依17.3 Bq/m^3,几何平均值：22.3依1.9 Bq/m^3;不同建材场所室内氡浓度差异较大,以高层建筑室内氡浓度最高;和深圳氡调查历史数据相比,只有高层建筑室内氡浓度呈上升趋势.本次调查数据对深圳市公共场所室内氡浓度的评价和防护具有一定参考意义.     

野外活性炭测氡法实验研究

根据活性炭吸附原理，对活性炭野外测量土壤中的氡气进行了理论分析，并结合野外实际使用，设计了活性炭采样器，给出了野外操作方法。经野外实际使用，证明该方法较其它方法精度高、操作方便，有利于发现一些微弱异常。     

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.     

鄂尔多斯盆地南缘HFU-109异常特征及找矿意义

在分析鄂尔多斯盆地南缘1∶5万高精度航放资料的基础上,采用地面伽玛总量测量、能谱测量和土壤氡测量等工作手段,对筛选的HFU-109号航放异常开展了异常查证。结合区域地质资料对异常区的成矿地质条件进行了综合分析。查证结果显示,空中异常特征与地面查证异常形态及走向特征大体一致,异常区地层具备"泥-砂-泥"结构,砂体较发育,结构疏松,且透水性较好,伽玛能谱异常及氡异常突出。总体认为该异常具备较好的砂岩型铀找矿潜力。     

尾矿坝振动实验数据样本容量的优化研究

针对铀尾矿坝振动实验逸出氡累积浓度数据样本容量设计的主观性,本文基于偏向角绝对值均值递减还原逸出氡累积浓度曲线,采用随机起点等距抽样方法,得到不同样本容量的数据子集;通过曲线拟合和样本决定系数度量不同子集对还原实验数据集的代表能力。在保障实验研究精度条件下,得到使实验成本较优的最小样本容量,实验结果表明在样本决定系数大于0.98时,优化后样本容量为实验数据样本容量的10%以下。     

一种存储的氡浓度温湿度监测仪的研究

介绍了基于AVR单片机氡浓度温湿度监测仪的系统组成和电路原理,采用ATmega16单片机为仪器的控制器,通过温湿度采集电路、氡浓度探测、时钟、存储电路和显示电路等对氡浓度进行监测,并通过串口把数据传送给PC机,为环境中氡浓度随温湿度变换的研究提供了便利。     

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。     

土壤氡测量方法

通过对土壤氡测量方法的研究,针对RAD7氡气检测仪在土壤氡测量中的应用,推荐：至少5 min的测量周期,采用grab（抓取）泵体运转模式,在充分保证仪器湿度下降到10%后,适时地插入土壤探杆,最后应结合相应泵体运转模式来解释数据。另外,在土壤氡测量过程中,应该明确目的,规范方法,保证质量。     

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。     

汶川大地震"远端效应"——龙泉驿地热异常成因探讨

应用遥感地质解译、土壤氡气测量、地温测量以及地电测试等技术方法,结合现场勘查和相关地质资料,对成都市龙泉驿点状地热异常现象的成因机制进行探讨。龙泉驿断层被南北向和北东-南西向的次级断层切割,断层遥感影像清晰。断层上方土壤中出现极高的氡气浓度异常,从旁侧向地热异常点逐渐升高,显示断层的活动性和良好的渗透性,沿断层有流体上升。断层上方近地表局部填充的块状疏松土壤起到"导热管"的作用。发震于龙门山逆冲推覆造山带的汶川大地震及其余震的剧烈运动,使成都前陆盆地中的岩块沿中三叠统下部滑脱层滑动,产生大量构造热。热流沿滑脱层向远端的前陆隆起——龙泉山传递,通过龙泉驿断层向上溢流,并经"导热管"在地表形成点状地热异常。龙泉驿地热异常的主导因素是汶川大地震引发的构造热产生的地震地热异常"远端效应"。龙泉山断裂带不可能发生较大的破坏性地震。该地区可能有丰富的地热资源,值得进一步研究。