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| 标准编号 | HJ 1212-2021 (HJ1212-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Measurement methods for determination of radon in environmental air | | 行业 | 环保行业标准 | | 中标分类 | Z33 | | 字数估计 | 23,235 | | 发布机构 | 生态环境部 |
HJ 1212-2021: 环境空气中氡的测量方法(发布稿)
HJ 1212-2021 英文名称: Measurenent nethods for determination of radon in environmental air
中华人民共和国国家生态环境标准
环境空气中氡的测量方法
本电子版为正式标准文本,由生态环境部环境标准研究所审校排版。
2021-11-26 发布 2022-01-15 实施
生 态 环 境 部 发 布
1 适用范围
本标准规定了环境空气中氡的四种常用测量方法,即径迹蚀刻法、活性炭盒法、脉冲电离室法、静
电收集法。
本标准适用于环境空气中氡浓度的测定,包括室外环境和室内环境等。
2 规范性引用文件
本标准引用了下列文件或其中的条款。凡是注明日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本标准。
凡是未注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定
GB/T 13163.1 辐射防护仪器 氡及氡子体测量仪 第 1 部分:一般原则
HJ 61 辐射环境监测技术规范
JJG 825 测氡仪
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
4.1 测量目的
测量的目的是采集足够的代表性样品,以得到有用的测量结果。实际测量中,空气中氡浓度一般会
随着时间发生变化,在某些区域甚至会有一个数量级的变化。因此,应根据不同测量目的及不确定度要
求选择采样策略和测量方式。
4.2 采样策略
4.2.1 分析采样点位历史调查情况。
4.2.2 现场勘察(在某些情况下,可以借助于便携式放射性测量仪对调查区域进行初步测量)。
4.2.3 判断调查区域氡的迁移路径和聚集区域。
4.2.4 对采样点位的区域进行仔细调查,选择采样点位和密度。
4.2.5 根据不同测量目的选择测量方法,详见附录 A。
4.2.6 根据测量的不确定度要求,确定采样或测量时间。各测量方法在不同采样或测量时间下的典型
相对标准不确定度参见附录 B。
4.3 测量方式
4.3.1 根据采样时间长短不同,测量方式分为瞬时测量、连续测量和累积测量。不同测量方式得到的
测量结果特征见表 1。
4.3.2 根据采样方式的不同,测量方式分为主动式测量和被动式测量。
5 测量方法
5.1 径迹蚀刻法
5.1.1 方法概述
本方法为累积采样,测量结果为采样期间氡的平均浓度。采用被动式测量方式,若测量周期为 90 d,
该方法的探测下限至少可达 5 Bq/m3。
5.1.2 测量原理
探测器采用固体核径迹材料(如柯达阿尔法胶片 LR-115 或碳本酸丙烯乙酸 CR-39),置于一定形状
的采样盒内组成径迹蚀刻法测氡采样器(以下简称“采样器”),如图 1 所示。
1-采样盒;2-扩散窗;3-探测器
图 1 径迹蚀刻法测氡采样器结构图
氡气经扩散窗进入采样盒内,氡及其新衰变产生的子体发射的 α粒子轰击探测器时,使其产生潜径
迹。将此探测器在一定条件下进行化学或电化学蚀刻,扩大损伤径迹,以致能用显微镜或自动计数装置
进行观测统计或计数。单位面积上的径迹数与氡浓度和暴露时间的乘积成正比。用刻度系数将径迹密度
换算成氡浓度。此方法可用于累积测量。
5.1.3 设备或材料
5.1.3.1 探测器
选用对 α粒子敏感的固体核径迹材料,比如 LR-115、CR-39 等。
5.1.3.2 采样盒
多由导电塑料或金属制成的空腔盒体,其尺寸大小应符合实际测量要求。
5.1.3.3 蚀刻装置
用于蚀刻受 α粒子轰击过的探测器,扩大损伤径迹,以适合计数装置测量。多由 NaOH 或者 KOH
溶液进行化学蚀刻或电化学蚀刻。
5.1.3.4 计数装置
用于读取蚀刻后的探测器单位面积上的径迹数的装置,一般通过光学显微镜等光学放大装置测读径
迹数。
5.1.4 测量步骤
5.1.4.1 采样器制备
5.1.4.1.1 将探测器装入采样盒中并固定好,组成一个采样器。
5.1.4.1.2 将采样器密封,隔绝外部空气。
5.1.4.2 布放原则
5.1.4.2.1 在测量现场去掉采样器外部密封包装。
5.1.4.2.2 室内测量。将采样器布放在测量现场,其采样条件应符合附录 C 中 C.2 的要求。采样器可悬
挂起来,其扩散窗外 20 cm 内不得有其他物体,采样器距离墙壁至少 1 m。
5.1.4.2.3 室外测量。采样点要远离公路、烟囱等污染物排放设施,地势开阔,周围 10 m 内无建筑物,
避开空气沉积的凹地和潮湿区域。采样器布放高度一般不超过 1.5 m,布放时应做好防水等措施。上述
布放原则不适用于以污染源项调查为目的测量活动。
5.1.4.2.4 采样终止时,取下采样器并密封包装,送回实验室。采样时间一般不少于 30 d。
5.1.4.2.5 采样期间应记录的内容详见附录 C 中 C.3。
5.1.4.2.6 根据布放点的氡浓度水平确定采样时间,对氡浓度高的区域,应缩短采样时间,避免探测器
饱和;对氡浓度较低的区域,应延长采样时间。
5.1.4.3 测量
5.1.4.3.1 采样器带回实验室后应尽快测量。
5.1.4.3.2 将探测器从采样盒中取出,放入蚀刻装置中(对于 CR-39 片的典型蚀刻条件为,蚀刻液浓
度:c(KOH)=6.5 mol/L;蚀刻温度:70 ℃;蚀刻时间:10 h)。
5.1.4.3.3 将蚀刻后的探测器取出洗净后晾干。
5.1.4.3.4 把处理好的探测器用计数装置读出单位面积上的径迹数。
5.1.4.4 刻度
5.1.4.4.1 把装配好的采样器置于标准氡室内(具体要求按 JJG 825 相关规定执行),暴露一定时间,
按规定测量程序处理探测器,按照公式(1)计算刻度系数 。
5.2.1 方法概述
本方法为累积采样,测量结果为采样期间氡的平均浓度。采用被动式测量方式,该方法的探测下限
至少可达 6 Bq/m3。
5.2.2 测量原理
活性炭盒一般用塑料或金属制成,直径 6 cm~10 cm,高 3 cm~5 cm,内装 25 g~100 g 活性炭。
盒的敞开面用滤膜(过滤氡子体)封住,固定活性炭且允许氡进入炭盒。活性炭盒和活性炭组成活性炭
盒法测氡采样器(以下简称“采样器”),如图 2 所示。
空气扩散进炭床内,其中的氡被活性炭吸附,同时衰变,新生的子体便沉积在活性炭内。用 γ谱仪
测量采样器的氡子体特征 γ射线峰(或峰群)强度,根据特征峰面积计算出氡浓度。此方法可用于累积
测量。
在活性炭和被测空气间设置扩散垒,有助于减少活性炭已吸附氡的解析。扩散垒的存在也减少了活
性炭对水蒸气的吸收,因此即使在湿度大于 75%的地方,也能使采样器的暴露期超过 7 天。
5.2.3 设备或材料
5.2.3.1 活性炭
应选用吸附氡性能优的活性炭,如椰壳活性炭,一般为 8 目~16 目。
5.2.3.2 活性炭盒
由塑料或金属制成,尺寸大小可参照 5.2.2 的规定,也可根据用户实际测量要求自行选择。
5.2.3.3 烘箱
用于活性炭使用前的烘烤。
5.2.3.4 天平
用于活性炭的称重。
5.2.3.5 γ谱仪
采用 HPGe 或者 NaI(Tl)谱仪。
5.2.4 测量步骤
5.2.4.1 采样器制备
5.2.4.1.1 将选定的活性炭放入烘箱内,在 120 ℃下烘烤 5 h~6 h,后装入密封袋中待用。
5.2.4.1.2 装样。称取一定量烘烤后的活性炭装入炭盒中,并盖上滤膜。
5.2.4.1.3 再称量样品盒的总重量。
5.2.4.1.4 通过密封盒盖且附加胶带(如乙烯基胶带)密封活性炭盒,隔绝外面空气。
5.2.4.2 布放原则
5.2.4.2.1 在待测现场打开密封盒盖,布放 3 d~7 d。
5.2.4.2.2 室内测量。将采样器布放在采样点上,其采样条件应满足附录 C 中 C.2 的要求。采样器可悬
挂起来,其扩散窗外 20 cm 内不得有其他物体,采样器距离墙壁至少 1 m。
5.2.4.2.3 室外测量。采样点要远离公路、烟囱等污染物排放设施,地势开阔,周围 10 m 内无建筑物,
避开空气沉积的凹地和潮湿区域。采样器布放高度一般不超过 1.5 m,布放时应做好防水等措施。上述
布放原则不适用于以污染源项调查为目的测量活动。
5.2.4.2.4 采样终止时将采样器密封盖装回,迅速送回实验室。
5.2.4.2.5 采样期间应记录的内容详见附录 C 中 C.3 要求。
5.2.4.2.6 对于布放在较高湿度的区域,应尽量选用具有扩散垒的采样器。
5.2.4.3 测量
5.2.4.3.1 采样停止 3 h 后应尽快测量,测量前再称量,以计算水分吸收量。
5.2.4.3.2 将采样器放置在 γ谱仪上计数,测出氡子体特征 γ射线全能峰(214Pb: 295 keV, 352 keV;214Bi:
609 keV)净计数率。测量时几何条件与刻度时保持一致。
5.2.4.4 刻度
刻度系数为氡子体特征 γ 射线全能峰净计数率和标准氡浓度值的比值,单位为 s-1/(Bq/m3)。刻度
应在不同的湿度下(至少三个湿度:30%、50%、80%)计算其刻度系数。如果需要精确的测量结果,
应在不同采样时间和不同湿度条件下计算刻度系数,得到的刻度系数可汇总成刻度系数表。
5.3.2 测量原理
空气经过滤后,扩散进入或经气泵抽入电离室,在电离室灵敏区中氡及其衰变子体衰变发出的 α
粒子使空气电离,产生大量电子和正离子,在电场的作用下电子和正离子分别向两极漂移,在收集电极
上形成电压脉冲或电流脉冲,这些脉冲经电子学测量单元放大后记录,记录的脉冲数与 α粒子数成正比,
即与氡浓度成正比,如图3所示。此方法可用于瞬时测量或连续测量。
5.3.3 设备或材料
5.3.3.1 脉冲电离室测氡仪
主要由电离室、采样泵、放大器、脉冲幅度分析器和计数器等组成。
5.3.3.2 温湿度计
用于记录测量时环境的温度和湿度。
5.3.3.3 流量计
主要用于主动式采样时指示仪器工作状态。
5.3.3.4 扩散窗
用于过滤氡子体。
5.3.4 测量步骤
5.3.4.1 测量前检查
测量前应对仪器进行检查,如流量计的流速、电池电压、仪器参数、测量模式、时间间隔等应符合
测量要求。仪器使用时应轻拿轻放。
5.3.4.2 布放原则
5.3.4.2.1 室内测量
布点原则与采样条件应满足附录 C 中 C.2的要求。
5.3.4.2.2 室外测量
采样点要远离公路、烟囱等污染物排放设施,地势开阔,周围10 m 内无建筑物,避开空气沉积的
凹地和潮湿区域。测量高度一般不超过1.5 m,仪器做好防水、防日晒等措施。不应在雨天、雨后24 h
内或大风过后12 h 内进行测量。上述布放原则不适用于以污染源项调查为目的测量活动。
5.3.4.3 测量
5.3.4.3.1 将仪器放置到选定的测量位置,按仪器的操作规程开机测量。
5.3.4.3.2 若不能做24 h 连续测量,一般选取上午8点~12点采样测量,且至少连续测量2 d。
5.3.4.3.3 测量期间应记录的内容详见附录 C 中 C.3。
5.3.4.4 刻度
仪器的刻度按 JJG 825相关规定执行。
5.4.2 测量原理
空气经干燥后通过滤膜过滤掉氡子体后进入收集室,收集室一般为半球形或圆柱形,在中心部位装
有 α能谱探测器。收集室中的氡将衰变出新生氡子体(主要是带正电的218Po),218Po 在静电场的作用下
被收集到探测器的表面,通过对氡子体放出的 α粒子进行测量计算出氡浓度,如图4所示。此方法可用
于瞬时测量或连续测量。
5.4.3 设备或材料
5.4.3.1 静电收集法测氡仪
主要由探测器、收集室、放大器和能谱分析器组成。
5.4.3.2 温湿度计
用于记录测量时环境的温度和湿度。
5.4.3.3 流量计
主要用于主动式采样时指示仪器工作状态。
5.4.3.4 干燥剂或干燥管
用于主动式采样时气体的干燥。
6.1 计量器具的检定/校准
6.1.1 主动式测量仪器(如采用脉冲电离室法或静电收集法的测氡仪)应在国家计量部门或其授权的
标准氡室内进行检定或校准,并确保在有效期内使用(建议检定或校准周期为一年)。仪器修理后应重
新检定或校准,检定或校准因子应正确使用。
6.1.2 被动式测量装置(如径迹蚀刻法测氡采样器或活性炭盒法测氡采样器)应在国家计量部门或其
授权的标准氡室内暴露一段时间(保证采样器内外氡浓度达到平衡),取出后送回实验室分析测量。
6.2 计量器具的核查
6.2.1 计量器具短期稳定性核查。对于主动式测量仪器,应在充以纯氮气或无氡空气的条件下测量本
底值。对于被动式测量装置,在制备采样器时,随机选取不少于5%的采样器(且至少10个)作为空白
采样器,空白采样器除不......
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