用于测量表面氡和钍呼出率的梯度室

《Scientific Reports》：Gradient chamber for measuring the exhalation rate of radon and thoron from surfaces

　　

摘要

研究人员开发并测试了一种新型仪器（梯度室）及方法，用于测量从表面（如土壤、岩石、建筑材料）释放出的氡（222Rn）和钍（22?Rn）的排放速率。确定氡和钍的排放速率对于保护人类健康免受其危害以及为气候变化研究提供重要数据至关重要。该梯度室呈圆柱形，底部开口：上底覆盖有多孔材料，既能阻挡大气湍流，又能让氡和钍通过；下底直接接触测试表面。在梯度室内，氡和钍的放射性浓度会形成扩散分布，通过安装在室壁不同高度的α粒子探测器进行测量。每个探测器由Kodak Pathe LR-115/II α粒子追踪探测器组成，并包裹有活性炭织物（ACC-5092-10），这种材料能有效吸附氡和钍。这些探测器体积小巧（约1厘米），具有高灵敏度，能够实现氡和钍分布的高精度测量。排放速率根据菲克定律通过扩散梯度计算得出。理论建模和初步现场实验的结果证实了该方法的高灵敏度，足以量化地表环境中低水平的氡排放速率。