1樓：中地數媒
早期的瞬時氡氣測量使用電離室測量氡放出的α射線，如fd-118儀器。其測量方法是先打一個孔，用取樣器抽取土壤中一定量的氣體，然後測量取樣氣體中氡放出的α粒子或子體放出的α粒子的多少，不同的儀器抽氣和測量α粒子的方式不同。如圖3-7為re-279型射氣儀的抽氣迴圈系統，採用的是迴圈方式。
如圖3-8為rm-1003型射氣儀，採用的是單向抽氣方式。
土壤氡測量儀器較多，如早期的fd-118g、fd-3016以及rm-1003、rd-200、re-279等，現在市面上儀器也較多，如fd-3017型raa測氡儀、bl-2014型脈衝電離室氡測量儀，sorn-222型土壤(空氣)測氡儀、rad6測氡儀等。
以下以fd-3017型raa測氡儀為代表說明瞬時氡氣測量方法。
(一)fd-3017型raa測氡法的基本原理
fd-3017型raa測氡儀是瞬時測氡方法的代表，它通過直接抽取地下土壤或水中氡氣測量其濃度大小，來判別地下形成氡異常的原因，從而推測地下地質礦產或地質體存在的可能性。
其基本原理是：使用抽筒抽取一定量的土壤氡氣進入抽氣泵，當氡衰變成raa瞬間，它是帶正電荷的，在專用鋁片上加負高壓(-2800v)，用於收集氡的衰變子體raa，然後測量鋁片上的raa放出的α粒子的計數率，該計數率的大小正比於土壤抽取氡濃度的大小，所以可以通過測量氡衰變子體raa產生的α粒子的多少來反映測點一定深度氡濃度的大小，從而達到測量氡濃度的目的。
圖3-7 re279 型射氣儀採用的抽氣方法示意圖
圖3-8 rm-1033型射氣儀單向抽氣的非迴圈測量方法
(二)fd-3017型raa測氡儀的結構
儀器外形如圖3-9所示，採用的單向抽氣方式，由抽氣系統和測量系統兩部分組成。測量系統通過電纜給收集片加高壓，實現氡子體raa的高效快速收集，測量系統採用金矽面壘探測器對收集片進行α粒子的定時測量。
圖3-9 fd-3017型raa測氡儀
(三)儀器標定
測量土壤氡或水中氡絕大多數都是相對測量。要使儀器讀數值變為氡濃度值，需要在測量條件一致的情況下，對儀器進行標定，確定測量儀的每個讀數值相當於氡的濃度值。如果兩者是線性關係，可以確定出一個換算係數。
測氡儀的標定方法，主要是迴圈法和真空法。氡室是20世紀70年代興起的，我國2023年建成提供使用。所謂氡室，實質上就是一個大容積的氡濃度值穩定的氡源。
我國的8505-i型氡室，容積為1000l；雙層結構，上層為200l，下層800l。氡濃度由28bq/l起始(提供氡源的固體鐳面源活度為60495bq(±3%))。氡室兩側共裝有7個氣嘴，專門用於迴圈法和真空法進行標定。
頂蓋上裝有14個圓孔，直徑5.6cm，專門用於矽半導體探測器和累積測氡探測器進行標定。
1.迴圈法
將待標定的探測器(室)與氡室通過氣嘴接成氡可以流動的迴圈迴路，如圖3-10(a)所示。開啟所有閥門，使迴圈暢通，用雙鏈球鼓氣2min或機械泵1min，關閉閥門。連續讀數6min，取平均值，按下式計算標定係數
放射性勘探方法
式中：nrn為氡室的氡濃度值，bq/(l·cpm)；n為連續6次每分鐘讀數平均值，cpm；n底為本底讀數，cpm。
圖3-10 迴圈法標定系統
如果不用氡室，也可以用一個氡濃度已知的液體標準氡源代替氡室，接入迴圈系統，如圖3-10(b)所示，用雙鏈球鼓氣10min，關閉探測器兩邊閥門，待氣流穩定，1min後開始讀數，一般連續取10個數，取平均值，按下式計算標定係數：
放射性勘探方法
式中：q標為液體源中氡的活度，bq；v為迴圈系統總體積(探測器+乾燥器+擴散器+雙鏈球)，l；n為讀數的平均值，cpm；
為氡的累積量；t為擴散器中氡的累積時間。
如果不用液體的氡源，也可以使用固體氡源。
2.真空法
真空法的實質是將探測器接入氡室(圖3-11)，關閉閥門k2；由kl將探測器(室)抽成真空，關閉k1；開啟k2，吸入氡室的氡氣，氣壓平衡後，關閉k2，開始讀數。
按(3-25)式計算換算係數。
圖3-11 真空法標定系統
1—電離室或閃爍室；2—乾燥器；3—液體鐳標準源
也可以像迴圈法一樣不用氡室，改為液體或固體氡源。
(四)野外工作方法
1.應用條件
氡的瞬時測量法能有效地應用於浮土0.5～1.0m厚的地區進行普查。
一般來講，在沉積岩或沉積變質岩地區，利用氡氣測量尋找外生鈾礦床是最有效的。在岩漿岩地區，如果是成礦條件與構造破碎帶關係密切時，應用效果也是好的。火山岩地區，有時含礦與非含礦的構造較為密集，礦體深又小，方法應用是會受到一定的影響。
地形平緩，浮土成分均勻，是應用瞬時氡法最有利的條件。至於其他地形條件，應用效果較差。但可在沼澤地區、凍土地和水下測量有效地採用其他型別的氡法，如α徑跡測量。
2.工作比例尺
使用不同的比例尺，可有效地應用於從踏勘到勘探的各個階段，在普查和詳查工作中，一般採用面積測量，四方網格，點距幾十米到幾米，線距幾百米到幾十米，見表3-7。
表3-7 比例尺及點、線距
3.fd-3017型raa測氡法的野外工作方法
(1)儀器的檢查
每日出工前需對儀器進行例行檢查，檢驗儀器的密封系統是否良好，電池電壓值和校驗訊號是否正常，閾值旋鈕的刻度是否在原位，穩定性檢驗是每日出工前和收工後用工作源檢測，每次計數與標準計數的相對誤差應不大於±10%，並繪製儀器穩定性檢驗曲線。
(2)測點上的工作程式
(a)到達測點後，核對測點上的標誌並記錄土質及景觀情況；
(b)使用鋼釺和大錘，或專用打孔器，打孔100cm左右，一般80cm或100cm，插入取樣器，並及時將取樣器上部錐體周圍土壤踏實，防止大氣竄入孔中稀釋氡濃度；
(c)放入鋁收集片，將儀器的三通開關打到「吸」，均勻提升抽筒，抽氣量為1.5l，45s完成取氣；
(d)抽氣結束後，儀器開關打到「關」，按下「加高壓」按鈕，高壓時間一般為2min；
(e)高壓結束，儀器報警，從抽筒中取出收集片放入探測器中測量其收集的raa放出的α粒子的多少，測量時間2min；
(f)測量結束後，儀器報警，記錄下讀數；
(g)將讀數換算成氡濃度，nrn=k·n，k為儀器的標定係數，n為收集片上2min的計數值；
(h)然後進行下一個點的測量，重複步驟(c)～(h)。
(3)異常處理
高於本底3倍為異常，當發現異常時，應及時檢查儀器的工作狀態，並進行以下工作：
(b)進行氡、釷射氣定性；
(c)加密測點、測線，圈定異常範圍；
(d)觀測地質、地貌情況並記錄；
(e)採集標本，設立臨時異常標誌，填寫異常登記表。
(五)質量要求
為了檢查野外觀測的質量，須選擇幾個有代表性的剖面進行檢查測量。檢查工作量佔總工作量的5%～10%。
檢查測量一般同技術熟練的工作人員用效能良好的儀器來進行。檢查觀測時應注意能使取樣深度和抽氣量與基本測量時儘量一致。
檢查測量結果應與基本測量結果繪在同一張圖上，如果兩次得到的剖面上氡濃度的變化趨勢重複得相當好，則認為測量結果是令人滿意的。
(六)整理資料
1.氡濃度的計算
由儀器的測量值，計算氡的濃度：
放射性勘探方法
式中：n為射氣儀的讀數；jrn為射氣儀的標定係數。
2.統計測區氡濃度分佈
確定測區的氡濃度背景值及異常下限，繪製氡濃度直方圖，確定其分佈型別國。
3.繪製成果圖件
(a)測區氡濃度剖面圖；
(b)測區氡濃度平面等值線圖；
(c)測區氡濃度平面剖面圖；
(d)解釋綜合成果圖。
(七)氡射氣異常的評價
高於正常場1.5～3.0倍的濃度值可列為異常。對於射氣異常必須進行綜合分析，目的是合理地解釋異常，併為山地工程提供依據。綜合分析的內容包括：
1.確定異常性質
這裡的異常性質是指的射氣濃度是由鈾引起的還是由釷引起的，根據rn和tn半衰期的差異可以確定。可以把土壤空氣抽入閃爍室後，觀測最初的5～10min內儀器讀數隨時間的變化。參見圖3-12。
圖3-12 i/i0-t關係曲線
2.確定異常範圍
為了確定異常範圍，要按一定比例尺佈置網格。測線方向應垂直於異常的延伸方向，若其方向不明顯，可以選用方形測網。測網的大小要視異常的規模和複雜程度而定，如2m×1m、2m×5m、10m×2m、10m×5m等。
3.異常的垂向變化
目的是弄清楚異常向下延伸的情況，可用不同深度的測量方法來達到這個目的；測量地點應佈置在具有較高濃度的點上。在每個點上用加長取樣器，分別在0.5m、0.
8m、1.2m、1.5m、2.
0m、2.5m、3.0m的深度上進行測量。
氡濃度隨深度的變化情況示於圖3-13。圖中曲線1、2表示淺部和深部礦層的情形；曲線3表示不均勻的機械分散暈的情形；曲線4則表示非礦異常。該圖顯示了濃度隨深度變化的不同規律。
圖3-13 濃度隨深度變化示意圖
由於不同深度測量可以降低某些氣象等偶然因素的影響，可把異常與礦化的關係反映的更清楚。這對解釋異常工作是有利的。
4.確定射氣源大小
射氣源的大小可用多次抽氣法來確定。在異常中心點打好取氣孔，插入取氣器，得到不同抽氣次數的測量值。隨著抽氣次數的增加，射氣濃度不減弱是有希望的異常，否則是無意義的。
5.確定異常的起因
為了提供放射性物質在表層的分佈情況，可進行孔中測量(或β+γ測量)。那些由於區域性的氡積累而引起的射氣異常，在孔中γ測量中經常是沒有顯著反映的。
進行孔中鈾量測量對判別異常起因也是有意義的。其做法是在取氣孔中取土樣進行鈾和釷含量分析。如果射氣濃度等值圖、γ等值圖和鈾量分佈等值圖上顯示的異常能夠重合(或有一定位移)，就可確定為有利地段。
這是由於隱伏礦體在上伏地層中，一般存在礦化分散暈，因而會伴有氡異常、孔中γ異常和鈾量異常。
6.射氣異常評價
對所發現的異常進行分類，並登記註冊；對有意義的異常進行揭露研究；這就是異常評價工作主要內容。表3-8為各類射氣異常特徵對比表。
表3-8 各類射氣異常特徵對比表
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