1.闭环式测量水中镭浓度的装置,其特征是:包括水样测量瓶、瓶盖、进气管套、出气管套、进气管、出气管、气泵及测氡仪;进气管套及出气管套分别安装在瓶盖上,进气管插在进气管套上,出气管插在出气管套上,出气管通过软管与气泵的进气端连接,气泵的出气端通过软管与测氡仪的进气端连接,测氡仪的出气端通过软管与进气管的进气端连接。
2.采用如权利要求1所述的测量装置进行闭环式测量水中镭浓度的方法,其特征是:包括测量过程和计算过程,其具体步骤如下:一、测量过程
A、将闭环式测量水中镭浓度测量装置放置在恒温的环境,并测量环境温度;
B、将待测水样倒入水样测量瓶内,并盖紧瓶盖,进气管的出气口在待测水样内并靠近水样测量瓶的瓶底,出气管的进气口位于待测水样液面上;
C、启动气泵,控制气泵的流率使得空气通过进气管进入待测样水中鼓泡,同时将待测样水中的氡携带出来,通过出气管进入气泵,然后进入测氡仪,并从测氡仪的出气端再次进入进气管;
D、测氡仪测量气态氡浓度,待测氡仪读数稳定后,再读取数值;
二、计算过程
根据环境温度、待测水样的体积、闭环气路的体积以及测氡仪的读数计算水样中的镭浓度;
其具体计算步骤如下:
待测水样中的氡来源于水中镭的衰变,由于气泵的流率较大,能够认为闭环气路中气态氡浓度相等;设待测水样的体积为V,待测水样中镭活度为ARa,则待测水样中镭浓度CRa为:CRa=ARa/V (1)
待测水样中氡浓度C’Rn的变化规律为:
dC'Rn/dt=CRaλRn-λRn(C'Rn+CRnV1/V) (2)式中λRn是氡的衰变常数;CRn是闭环气路中氡的浓度;V1是闭环气路的体积,闭环气路的体积包括软管的管道体积、进气管的管道体积、出气管的管道体积、测氡仪内部测量腔的体积和水样测量瓶液面上部空间的体积之和;
根据测量时的温度查表得到待测水样中氡与气态氡平衡时的浓度比X,有:C'Rn=XCRn (3)
当水中氡的浓度趋于恒定,有:
dC'Rn/dt=0 (4)
将式(4)代入式(2)得:
CRa=(C'Rn+CRnV1/V) (5)将式(3)代入式(5)得:
CRa=(X+V1/V)CRn (6)根据式(6)计算出待测水样中镭浓度CRa的大小。