SAASTE 科学/氡测量
| SAASTE 科学 |
| 科学方法 - 科学调查指南 - 课堂项目的想法 - 氡测量 - 道路标记 |
帕尔位于开普敦以北约 60 公里处，坐落在由花岗岩构成的山坡上。花岗岩通常具有高于平均水平的铀含量。氡是一种无色、无味、无臭的气体，是土壤和岩石中铀衰变链的衰变产物。氡很容易通过墙壁和地板的裂缝扩散，因此可能会在通风不良的房屋中积聚。氡气已被发现是导致肺癌的主要原因，每年在美国造成至少 15000 人死亡。此前在帕尔已经进行过氡测量，在一些老房子中发现了浓度升高的情况 1。因此，有人建议需要进行进一步的测量，以对帕尔土壤和房屋内的氡气浓度进行更广泛的研究。
花岗岩沉积量高的地区房屋和土壤中的氡浓度高于花岗岩沉积量低的地区房屋和土壤中的氡浓度。
氡是一种天然存在的放射性气体，是在铀衰变链中产生的。镭是铀放射性衰变的产物。氡是在镭衰变过程中形成的。放射性衰变是一个自然发生的、自发的过程，其中一种元素的原子通过损失原子粒子分解形成另一种元素。当固体镭衰变形成氡气时，它会损失两个质子和两个中子。两个质子和两个中子被称为α粒子。α粒子与氦-4 原子的原子核相同。氡本身最终会损失一个α粒子，形成钋元素。
氡被认为是惰性气体，因此非常不愿意与其他元素反应。氡无法通过人类感官检测到；确定氡存在的方法是通过测量。
放射性衰变速率用半衰期来衡量，即元素样品衰变一半所需的时间。虽然铀的半衰期为 44 亿年，但氡最常见同位素的半衰期仅为 3.8 天。这意味着给定体积的氡将在 3.8 天内衰变 50%，形成钋、铋和铅等衰变产物。当我们吸入高浓度的氡时，气体分子可能会衰变为上述元素，这些元素可能会粘附在肺部的上皮细胞上。这些元素的存在最终可能会导致肺癌。
所有岩石都含有一定量的铀——大多数岩石中约含有 1 到 3 毫克/千克（ppm）的铀。花岗岩、火山岩、暗色页岩和某些沉积岩的铀含量高于平均水平，可高达 100 ppm。一个地区岩石和土壤中的铀含量越高，室内氡水平越高的可能性就越大。
氡通过α反冲从矿物颗粒中释放出来。当每个镭原子通过发射α粒子而衰变时，新形成的氡原子会向相反方向反冲。通过反冲，氡原子随后可能进入裂隙岩石中颗粒之间的孔隙空间。氡原子也可能反冲到颗粒的内部，而不会进入孔隙空间。
由于氡是一种气体，它的移动比固定在岩石和土壤中的镭更容易。氡很容易逸入岩石中的裂缝和土壤颗粒之间的孔隙空间。氡的运动容易程度会影响进入房屋的氡量。氡的运动取决于土壤的孔隙度、土壤渗透性和土壤含水量。氡在砂砾等可渗透土壤中的移动速度比在粘土等不可渗透土壤中的移动速度快。裂缝和孔隙使氡能够更快地扩散。然而，在水中，氡的移动速度比在空气中慢。
由于这些原因，位于干燥、高度渗透的土壤和裂缝状基岩地区的房屋的室内氡含量可能更高。大多数房屋周围的地面气压据说是高于房屋内部的气压。空气倾向于通过房屋地基和墙壁的裂缝移动。因此，土壤空气可能会很容易地扩散到室内气压较低、地基密封不良以及土壤空气有多个入口的房屋中，从而导致氡含量高于正常水平。
有几种方法可以测量室内的氡含量，但此过程解释了标准 (S) 室 E-PERM 监测设备的处理和使用。该设备在几天内进行测量。使用此方法测量氡时，使用的设备为
- S 室 E-PERM
- 适合 S 室的静电体
- 特殊读数器，用于读取静电体上的电压
- 聚酯薄膜袋（一种塑料袋）
- 数据记录表
当静电体 (ST) 安装到 S 室时，E-PERM 配置称为“SST” E-PERM。
1. 所有静电体在储存时都用保护盖盖住。旋开盖子，将静电体面朝下放在静电体读数器提供的插槽中，以测量其初始电压 (I)。将值记录在提供的数据记录表上。
2. 将静电体旋入 S 室底部。确保不要接触静电体的白色表面。
3. 当您准备开始测量时，通过旋开顶部螺丝帽将 E-PERM 旋转到“开”位置。
4. 将 E-PERM 放在要监控的位置。确保阅读说明书，了解在补充资料的后面部分中在哪里放置探测器或在哪里不放置探测器。记录放置日期和时间。
5. 暴露时间结束后（约 7 天），关闭 E-PERM 的盖子，将其恢复到关闭状态。记录在日志表上停止测量时的日期和时间。
6. 之后使用读数器读取静电体的最终电压 (F) 并记录下来。
7. 然后使用一些方程式计算氡浓度。
[1] 讲座，罗比·林赛教授，西开普大学物理系
因此，铀衰变链可以总结如下
从 SPSP-DATA & GRAPHS-Radon-WW.xls 中的 xls 格式获取。注意：我们需要将此文件上传到服务器，以便用户可以下载它 --Riaan 2005年1月26日 07:14 (UTC)