【氡及氡子体的特性与监测研究】
铀是地壳中常见的微量元素，是氡的母体。1900年，德国多思(Dorn)发现了氡。氡的同位素分别是222Rn、220Rn、219Rn，危害最大的是222Rn。氡是一种放射性惰性气体，原子序数86，半衰期3．82d，放射能量为5．49MeV的α粒子。比重是空气的7．5倍，易溶于煤油、汽油、脂肪，少溶于水，易为活性炭、木炭、粘土吸附，在低温下能很好地凝聚在一切固体表面。它能迅速扩散，穿过土壤或岩石表面，以自由原子的形式逸入大气，在大气中与气溶胶粒子相结合的部分小于0．1%，静电滤膜不能收集。在大气中衰变形成的固体金属原子叫“氡子体”，其物理参数见下表。 氡最初衰变的4个子体产物是RaA、RaB、RaC、RaC′，半衰期均小于30min，统称短寿命氡子体，在氧子体中所占的比重最大。氡进入大气后，其衰变产生氡子体常以两种形式悬浮在大气中，一为自由态，指未结合的氡子体(原子)，其平均寿命(指存在形态)极短(约＜45s)，只占整个子体原子的很小部份；二为结合态，占子体90%以上，其中直径＜0．1μm称凝聚核，＞0．1μm称粒子。表1 氡和氡子体主要物理参数 
井下短寿命氡子体绝大部分吸附在直径0．05～1．2μm的粒子上。子体活性中值直径约0．09～0．3μm，平均0．17μm。90%的α放射性处在半径小于0．42μm的粒子上。地球表面氡的析出率，以海面最低；陆地以莫斯科最低(0．164Bq／min·m2)，美国波士顿和依利诺斯州最高(3．15Bq／miin·m2)。联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)综合全世界的测量资料，土壤氡的析出率取0．93Bq／min·m2。析出率受气象条件的影响相差可达几十倍。氡和氡子体的测量仪器，总的发展趋势是朝小型化、标准化和自动化方向发展。常用监测仪器中国有FJ-13α辐射探测仪和DK－60型微尘取样仪，瑞典有氡测量仪，加拿大有被动氡积分监测器，美国有环境γ射线及222Rn探测器、被动环境氡监测器等等。短寿命氡子体的测量分α潜能、单个氡子体浓度和未结合份额3项内容。α潜能测量常用库兹涅茨法、马尔科夫法和劳莱法。库兹涅茨法的优点是对3个氡子体RaA、RaB、RaC的放射性平衡比非常不敏感，为达到快速测量马尔科夫法将等待时间缩短为7min，劳莱法考虑到井下氡子体放射性平衡比变化很宽，选取取样、等待和测量三者最佳时间，可测很低浓度的氡子体。正确的α潜能的确定，只能用单个氡子体浓度得出，常用的方法有季洛革劳法，当浓度低于2Bq／L时结果不准；修改的季洛革劳法可测到0．015Bq／L。未结合氡子体的测量方法有金属筛网法、冲击器法、扩散管法。此项测量目前尚未作为常规的监测项目。1．氡瞬时值的监测方法。(1)闪烁室法：可用FD－125室内氧钍分析仪等。(2)气球法(由中国学者提出，用气泵把滤掉氡子体的氡气充入气球，等待一定时间后，再把氡气抽出滤下新生子体测其子体计算之)。(3)双滤膜法：是一种简便快速就地测量氡浓度的方法，取样管以长50cm、直径5cm为好。可探测0．0075Bq／L的氡。(4)静电计法：用抽真空的电离室取样，测量微电流计算氡，此法已少用。(5)液体闪烁测氡法：灵敏度高，成本低，性能稳，优于γ谱测氡法，特别适用于大范围调查的自动测量，中国已研制成功。2．空气中222Rn的累积测量法。(1)热释光法：借助对电离辐射能吸收的热释光元件实现对氡气探测的装置。有超薄Ⅱ型CaSO4(Ty)等元件。(2)活性炭法：是利用活性炭在现场累积收集氡，几天之后，在实验室通过NaI探头测量氡子体特有γ谱峰，计算暴露时间空气中平均氡浓度的一种方法，方法简便易行，价廉，适用于大规模调查应用。(3)径迹蚀刻法：用固体核径迹探测器，因构型不一，蚀刻、计数等操作程序不同，本方法的灵敏度有较大的差异，测量结果的误差平均为计数统计误差的两倍。日本用柯达115Ⅱ型硝酸纤维胶片来估算氡子体的沉积率。(4)玻璃表面活度法：每隔1～2a分析室内小镜子表面210Po的表面活度，浓度可估算出氡及其子体的累积剂量。3．连续监测氡及其子体的方法。国外报道较多，但应用少，中国正在研制中。(1)用带有过滤器的连续测定装置，测定环境中氡子体的范围为0．4～100Bq／m3。(2)用流动式的电离箱来测定，装置有α－γ选择器，能区别来自离子流的α粒子和γ射线，其灵敏度约0．37Bq／m3，结果与活性炭法一致。(3)静电聚集法测定：电极上有一层ZnS(Ag)的铝片聚酯薄膜，可测出0．56Bq／m3的氡。(4)用过滤器采样在α光谱上分别自动测得子体各能量峰值的计数。4．个人氡子体累积暴露量的测定。个人α剂量仪，其探测器有热释光探测器(TLD)，径迹蚀刻探测器和硅扩散探测器或面垒探测器等。对氡子体的控制，关键是控制其母体氡气的产生与扩散，详见《氡子体的危害及其防护研究》条目。今后，氡及其子体各种测量仪器、测量方法应尽快达到国际标准化，研制出更简单、迅速、准确、价廉的监测仪器；开发出效果好又价廉的控制氡及其子体的新涂料、新方法，最大限度地减免氡子体所致的危害如肺癌等。【参考文献】：1 曾新元．氡的特征、危害及其监控．湖南省劳动卫生职业病防治研究所，1985(内部资料)2 孟文斌．地下空间氡及其子体限制标准(送审稿)，1990(湖南省劳动卫生职业病防治研究所夏云凤、曾新元撰) |