г. Ульяновск
(8422)52-02-02
(8422)26-30-04
г. Ульяновск
ул. Оренбургская, 5А

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДОНА

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДОНА

ЦНИИ курортологии и физиотерапии, Москва.1985 год.

Для измерения содержания радона в воде при¬меняют два основных радиометрических метода. Однако оба они имеют специфические недостатки. Классический метод определения радона в воде по альфа-излучению обеспечивает сравнительно высокую чувствительность измерений (несколько Бк/л и выше). Однако по ряду причин он пере¬стает соответствовать задачам практических ис¬следований. Это вызвано методической слож¬ностью и низкой производительностью определе¬ний из-за необходимости перевода радона из во¬ды в пробоотборнике в воздух эманационной камеры, обязательностью осушения этого воздуха и неизбежностью выдерживания пробы в изме¬рительной камере 2,5—3 ч до установления ра¬диоактивного равновесия между радоном и его короткоживущими дочерними альфа-излучающими продуктами. Точность определения содержания радона этим методом невысока ввиду неизбежного малого объема (до 50—70 мл) проб воды и трудности их отбора при наличии в воде спон¬танно выделяющегося газа (захват в пробоот¬борник газа приводит к существенному завыше¬нию и искажению результатов определения вслед¬ствие лучшей растворимости радона в газе по сравнению с водой).
Второй метод определения радона в воде — по гамма-излучению дочерних продуктов радона в герметизированных пробах воды — более прогрессивен и получил широкое распростране¬ние при радонотерапии и в гидрогеологических исследованиях. Однако существующие ме¬тодики и применяемая аппаратура либо мало¬чувствительны (из-за измерения небольших по объему — до 100 мл — проб с помощью ста¬ционарных гаммарадиометров), либо требуют отбора и транспортировки больших по объему и массе (до 6 кг) проб. Чувствительность и разрешающая способность таких способов были до сих пор невелики и ограничивались слож¬ностью экранирования высокочувствительного гамма-датчика с неудобной по конфигурации про¬бой от воздействия на детектор внешнего гам¬ма-фона. Это допускало использование указан¬ных способов лишь для измерения концентра¬ции радона в воде не ниже 100—200 Бк/л (3— 6 нКи/л).
Разработан более высокочувствительный и удобный способ определения концентрации радо¬на в воде или воздухе с применением стацио¬нарного гамма-спектрометра (например, NK-350 фирмы «Гамма», ВНР) с гамма-детектором из сцинтилляционной пластмассы, имеющим колодец большой емкости (диаметр 100 мм, глубина 150 мм) для измерения жидких проб и укры¬том в мощную защиту из свинца. Прибор имеет устройство для вычитания внешнего гамма-фона до уровня ниже 1 имп/с.
В качестве пробоотборников использованы стандартные стеклянные банки (см. рисунок) вме¬стимостью 0,5 л с обычной стандартной жестя¬ной крышкой для домашнего консервирования (/), герметично приклеенной к горлышку (2) банки с помощью эпоксидной смолы (3). В крыш¬ку (1) впаяны два патрубка (4, 5), образую¬щие сифон. Патрубки в верхней части имеют резьбу, на которую навертываются заглушки (6) с уплотняющими прокладками внутри. Пробоот¬борники при измерении свободно размещаются в колодце гамма-детектора.
Отбор проб в условиях отсутствия напора исследуемой воды производят подключением про¬боотборника к 2—3-литровой бутыли (7) с сифо¬ном в пробке; к одному из патрубков сифона присоединяют шланг от короткого (5) патрубка пробоотборника, ко второму — насос, приспособ¬ленный для откачки воздуха (например, насос Шинца). На патрубок (6) пробоотборника наде¬вают шланг для отбора пробы воды. Откачка воздуха из бутыли (7) приводит к засасыванию исследуемой воды сначала в пробоотборник, а после его заполнения — бутыль. Пропускание 2—3 л воды через пробоотборник обеспечивает надежный (4—5-кратный) обмен воды и отбор представительной пробы, которую затем гермети¬зируют заглушками (6). Масса пробоотборника с пробой не превышает 1 кг, объем пробы воды ра¬вен обычно 0,55 л и может быть специально измерен. Отсутствие воздуха в пробоотборнике и герметичность пробы позволяют хранить по¬следнюю в течение нескольких суток без неучтен¬ных потерь радона (в данные измерения в этом случае вводят поправку на распад радона). Воз-можность надежной консервации пробы допу¬скает транспортировку ее на значительные рас¬стояния к месту измерения, что было исклю¬чено при прежних методиках исследования. Это позволяет централизовать измерение проб воды в специализированных измерительных лаборато¬риях с применением наиболее подходящих ста¬ционарных приборов и стандартов для их гра¬дуирования.
Измерение гамма-активности проб проводят по достижении ими радиоактивного равновесия в колодце детектора Прибор NK-350 при испытаниях обеспечил чувствительность на уровне около 0,2 имп/с на 1 Бк радона (или 10 .имп/с на 1 нКи) при собственном фоне около 1,0±0,2 имп/с. Это делает возможным уверенное измерение концентраций радона в воде (или воз¬духе) от уровня около 10 Бк/л (0,2—0,3 нКи/л) и выше, что в 10—20 раз лучше уровня, до¬стигнутого ранее с помощью гамма-метода. По чувствительности новый способ приближается к возможностям альфа-метода.
Градуирование прибора проводят образцовым источником такой же геометрии, содержащим эта¬лонную активность радона. Для этого образцо¬вый раствор соли радия-226 переводят в 0,5-лит¬ровую стеклянную банку со стеклянной крышкой, приклеенной к горлышку эпоксидной смолой (внутренние поверхности банки перед этим под¬вергают химической обработке). Этот раствор в герметизированном виде выдерживают до равно-весия с радоном и его короткоживущими до¬черними продуктами более 1 мес. Полученный стандарт излучает гамма-кванты такого же спект¬рального состава, как и равновесная проба ра¬доновой воды (ничтожное гамма-излучение са¬мого радия-226 с энергией квантов 188 кэВ и выходом 5 % квантов на распад подавляется электронным дискриминатором прибора). Гра¬дуирование прибора таким стандартом проводят в любой необходимый момент. Длительность из¬мерения проб (несколько минут на пробу) до-пускает определение радона в нескольких десят¬ках проб за смену. Расчет концентрации радо¬на в пробе проводят по простой формуле: С=К• (N-Ф)/V
где С — концентрация радона (в Бк/л или нКи/л); К — градуировочный коэффициент при¬бора (в ед. активности на имп/с); N, Ф — отсчеты прибора при измерении активности про¬бы и фона (в имп/с); V — объем пробы (в л).
Способ и устройство апробированы при изме¬рениях проб радоновой воды из радоновых ванн, а также при определении радона в пробах ра¬доновой воды, отобранных из водоисточников на юге Московской области и доставленных в лабораторию автотранспортом через 1 сут после отбора. Параллельно отобранные пробы показали хорошую сходимость результатов (отклонение не более 3—5 %). Отмечены удобство отбора проб и оперативность их измерений. При практиче¬ских испытаниях уверенно в течение не более 5 мин измерялись пробы воды с содержанием радона в диапазоне его концентраций от 30 до 1700 Бк/л (0,8—46 нКи/л).


Rambler's Top100
создание сайта