发生器固体氡气源的稳定性及应用分析

在氡观测中，无论是安装仪器、更换仪器主要部件，还是使用过程中的定期检查，都需 要对使用仪器进行校准。我国地震台站水氡观测仪器校准早期采用传统的液体镭源，液体源 校准周期长、效率低，校准质量受环境条件和人为操作的影响。因此，从 20 世纪 80 年代末 至今，广泛使用加拿大 Pylon 公司生产的 RN-150 型固体氡气源和国产的 FD-3024 型固体氡气源。固体氡气源校准操作简便，周期短、效率高，不受人为和环境条件变化的影响，校准 精度高，准确可靠。但目前存在的问题是，由于长时间使用，部分固体氡气源上的阀门损坏， 还有的内部管道渗漏等，使得其无法正常使用。由于高体积活度的固体氡气源购买审批手续 复杂，购买后不但要长期接受放射性监管，而且国家放射性物质运输管理制度日趋严格，给 固体氡气源的定期质检也带来极大困难。

对测氡仪器进行精确校准是氡测量工作中的重要环节，固体氡气源的稳定性、可靠性至 关重要。虽然 RN-FD 型固体氡气源已在一部分台站使用，但氡气源的稳定性、可靠性缺乏有 效验证，氡气源标称的浓度值缺乏有效检定，标称浓度值跟实际浓度值是否一致需要验证。 为了检验 RN-FD 型固体氡气源的稳定性、可靠性以及用于氡观测仪器检查与校准的可行性， 本文测试了云南下关地震台新改造完成的 RN-FD 型固体氡气源的主要技术指标，评价了各项 指标的合理性，提出了规范使用 RN-FD 型固体氡气源的建议，旨在使这批改造的氡气源发挥 应有的作用。

1 RN-FD 型固体氡气源工作原理
RN-FD 型固体氡气源装置是通过密闭严封在大体积容器（120L）里的固体 226Ra 自发地 不断发生衰变，其衰变产物氡射气封存在储气罐中，储气罐中的氡射气在大约 40 天以后达到 放射性平衡。所以在常压封闭的容器中，封闭 40 天后氡的活度浓度 CRn就已经基本恒定（李 彤起等，1997；吴永信等，2006；柯璟等，2015）。 近年来，国内外研制了许多标准氡室，并且大多氡气是否混 合均匀平衡，每次校准分配到闪烁室的浓度是否稳定有待验证。

2 观测实验
RN-FD 型固体氡气源是用报废的加拿大 RN-150 型固体氡气源或国产 FD-3024 型固体氡 气源改造而来，校准时将固体氡气源的进气口与气泵的出气口相连，固体氡气源的出气口与 闪烁室（或电离室）一端连接，将气泵的进气口与闪烁室（或电离室）的另一端相连，连接 形成一个密闭的气路循环系统。

3 结果及分析
3.1 浓度验证
RN-FD 型固体氡气源标称的放射性活度（ARn）为 162.4 kBq，按 120 L 容积计算出固体 氡气源标称的浓度（CRn）为 1353.33 Bq/L。对于标称浓度值是否只是理论浓度值，跟实际浓 度值是否一致，每次校准分配到闪烁室的浓度是否稳定等问题，我们用校准闪烁室的方法进 行了验证，即用 RN-FD 型固体氡气源校准闪烁室 K 值，根据 K 值结果判断标称浓度是否准 确、可靠，再用已知含量的加拿大 RN-150 型固体氡气源校准相同的闪烁室 K 值，用已知正 常 K 值的闪烁室来测定 RN-FD 型固体氡气源中氡的浓度 CRn 值，来验证 RN-FD 型固体氡气源的实际浓度。

3.2 RN-FD 型固体氡气源的稳定性测试
在用 RN-FD 型固体氡气源校准闪烁室时发现，每次相对误差基本都小于 1%，说明稳定 性尚可。RN-150 型（或 FD-3024 型）固体氡气源闪烁室取源在 1 分钟内完成，改造成 RN-FD 型固体氡气源后，取源时要与闪烁室连接形成一个密闭的气路循环系统，要求抽气循环 20 分 钟才可使闪烁室里的空气与固体标准源容器里的氡气充分混合均匀平衡。抽气循环 20 分钟是 否能得到最佳测量结果？抽气循环多长时间测量结果最稳定？不同抽气循环时间下不同静置 时间的测值又是多少？为研究以上问题，我们对 RN-FD 型固体氡气源在不同抽气循环时间、 不同静置时间下测值的稳定性进行了实验。

3.3 RN-FD 型固体氡气源应用分析
由于进行 FD-125 测氡仪坪检查时，只需要有一个稳定的源，不需要考虑绝对值。目前 用于检查的源较为紧缺，且高体积活度固体氡气源购买审批手续复杂，购买后要长期接受放 射性监管，那么 RN-FD 型固体氡气源目前虽然不能用于校准，是否可以用于坪检查？ 根据氡衰变理论：当氡射气鼓入电离室后，氡衰变产生 α 粒子和 RaA 气子体，使电离电 流得以积累。3 小时后，氡、RaA 的衰变速度与 RaC’的增长速度相当，电离电流值趋于并达 最大值。而后，便按氡的半衰期衰减。因此，氡进入电离室静置 3 小时再读数。

4 结论与讨论
本文用 FD-125 型测氡仪分别对 RN-FD 型固体氡气源的浓度、稳定性和用于坪区检查的 可能性进行了实验，结果表明：RN-FD 型固体氡气源的浓度（CRn）值为 177.08 Bq/L，标称 的浓度值与实际浓度值不一致，标称的浓度值只是理论浓度值而不是实际浓度值，需重新标 刻浓度才能使用；RN-FD 型固体氡气源抽气循环时间不同则浓度不同，但抽气循环时间固定， 观测结果也很稳定；对于没有 α 检查源的台站，RN-FD 型固体氡气源浓度高、稳定性好，可 用于氡观测仪器坪区检查。 由于目前缺乏直接对 RN-FD 型固体氡气源浓度 CRn值的有效检定，用已知源校准闪烁室 的 K 值，再用已知正常 K 值的闪烁室测定未知源的浓度，以校准闪烁室 K 值的方法会产生更 大误差，造成不可靠因素。另外，不少实验研究表明，无论闪烁法还是电离法测氡，都会受 温度和气压的影响。因此，在进行水中溶解氡与固体氡气源校准对比实验时，均须对测试结 果进行气压与温度修正，这样才能保证校准结果的真实性和准确性。RN-FD 型固体氡气源容 积为 120 L，更容易受气压与温度变化的影响，但由于所处环境不具备对 RN-FD 型固体氡气 源进行气压与温度修正的条件，所以，RN-FD 型固体氡气源目前还不能用于氡观测仪器校准， 更不能代替 RN-150 型固体氡气源。