Устройство для измерения концентрации радиоактивных эманаций Советский патент 1983 года по МПК G01T1/16 

:л

эо эо

ю

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ )КОНЦЕНТРАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ЭМАНАЦИИ В ВОЗДУХЕ, содержащее камеру с пленкой, чувствительной к альфа-частицам, и отверстием для проникйовения воздуха, отличающееся тем, что, с целью раздельного определения радиоактивных эманации, преимущественно радона и торона, при проведении измерений за длительный промежуток времени, в камере помещена вторая пленка, а между отверстием и второй пленкой помещен элемент, преимущественно газопроницаемый фильтр для увеличения времени прохождения эманации от входного отверс-_ тия до второй пленки.@

о О о

у° 1

N Областью применения изобретения являются поиски месторождений радиоактивных элементов и элементо,в паратенетически связанных е радиоактивными элементами, , Известны устройства для измерен концентрации радиоактивных эманаци основанные на регистрации альфа-из лучения радона, торона и актинона и их..короткоживущих дочерних продуктов распада-ионизационные или сцйнтилляционные эманометры 1 . Недостатком устройств для измерения концентрации эманации с применением эманометров является одно моментность результатов измерений. Это обусловлено тем, что в измерительную камеру .отбирают анализируе мый воздух, в связи с чем результа измерений:, существенно зависят от временных вариаций концентрации эманации и условий пробоотбора (так при измерениях почвенного воздуха оказывает влияние характер рыхлых отложений, их увлажненность, степень тампонажа устья скважин, из которых, отбирают во.здух и т.п.), В связи с этим результаты повторных измерений концентрации эманации в пределах одного и того же пункта мо гут отличаться от первичных в неско JKO раз. Достоинством применения эманометров является возможность .раздельных определений радона, торо на и актинона, что имеет важное значение для интерпретации результатов измерений. Однако одномоментность проводимых измерений сводит . - на нет это преимущество. Известно устройство для измерени дозы альфа-излучения, сопровождающе распад радиоактивных эманации радона, торона и актинона, основа.нное на счете треков альфа-частиц на спе циальных чувствительных пленках 2 Недостатком этого устройства является невозможность раздельных onределений концентрации радиоактивных эманации радона, торона и актиона, Ближайшим по технической сущност предлагаемому изобретению является устройство для измерения концентрац радиоактивных эманации, содержащее камеру с пленкой, чувствительной к о(,-частицам, и отверстием для проникновения воздуха з . Это устройство помещают в .почву на 30 дней, после чего пленку извлекают и протравливают при помощи щелочей. Количество образовавшихся треков является характеристикой кон центрации радиоактивных эманации . в почвенном воздухе. Достоинством этого устройства является независимость получаемых результатов от временных вариаций концентрации эманации за счет проведения измереНИИ за длительный промежуток времени. Недостатком известного устройства является невозможность раздельных определений концентрации радона, торона и актиона. При этом, если концентрация актиона в воздухе принебрежимо мала по сравнению с концентрацией радона и лежит ниже порога погрешностей определения кон.центрации треков в пленке, то концентрация торона соизмерима с концентрацией радона и вомногих случаях может превышать ее. Таким образом, при проведении эманационных. измерений с применением известного устройства производится счет треков обеих радиоактивных эманации. Если . при этом учесть, что радон и торон регенерируются в совершенно различных геологических объектах, а так же присутствуют всеместно в воздухе в условиях нормальных полей, то необходимость ИХраздельных определений становится очевидной. Для раздельного определения радиоактивных эманации, например радона и торона, при проведении измерений за длительный промежуток времени в предлагаемом устройстве в камеру помещена вторая пленка и Между отверстием и второй пленкой помещен элемент, например газопроницаемый фильтр, дпя увеличения вре мени-прохождения эманации от входного. Ь.тверстия до второй пленки. На чертеже показано предлагаемое устройство, общий вид, , Устройство содержит камеру 1 с входными отверстиями 2 и помещенными в ней специальными чувствительными к альфа-излучению пленками 3 и 4, а также элемент 5 для уве- личения времени прохождения эманации от входных отверстий до пленки 4, В качестве такого элемента может быть использован, например, любой пористый фильтр. Устройство работает следующим обазом. . Через входные отверстия 2 в каеру 1 поступает за счет механизов газового переноса (например иффузия) анализируемый воздух, соержащий радиоактивные эманации. Расадающаяся в нижней части камеры (до элемента 5) эманация образует за чеТ; альфа-частиц треки в пленке З. исло таких треков определяется выажением . п .. ,,Тп ..Rn N4 1 где N-j - общее число треков в плен-Ги ке 3; . N - число треков, обусловленное ид альфа-частицами торона; - число треков, обусловленное альфа-частицами радона.

Поступающая через пористую перегородку в верхнюю часть камеры эманация в зависимости от свойств элемента, увеличивающего время прохождения воздуха от входного отверстия к пленке 4, будет обеднена тороном по сравнению с радоном за счет различия в периодах полураспада радона (Тцп 3,8 дня) и торонй (Ттп 54 с).

Число треков в верхней пленке- 4 определяется выражением;

йп .

Мд.

где N4 - число треков в пленке 4, Л - коэффициент, показывающий долю торона, распадающегося при движении воздуха от пленки 3 к пленке 4, В - аналогичный коэффициент

для радона.

В .предельном случае, когда .концентрацией торона можно пренебречь (время прохождения воздуха в верхнюю часть камеры превышает ЮТтц), числЬ треков в пленке 4 определится выражением

. - « .(3)..

Коэффициенты А, В ,С определяют путем градуирования предлагаемого

устройства в атмосфере чистого радона и чистого торона, а толщину порисJToro фильтра подбирают экспериментально.

Совместное решение уравнения (1) и (3) или (1) и (2) позволяет по определяемым-величинам N и N4 или - Ч и «4 определить раздельноконцентрации радона и торона в анализируемом воздухе.

15

Технико-эконЪмический эффект применения предлагаемого устройства заключается в том, что при практически той же производительности работ, которая суЩествуёт при использовании прототипа (добавляется лишь операция счета треков в пленке 4), получается дополнительная ценная геологическая информация, позволяющая судить о природе геологи ческого объекта, вызывающего аномальные концентрации эманации, по соотношению радона и торона в анализируемом воздухе.