Устройство для измерения плотности потока радона

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОТОКА РАДОНА(71) Заявитель Республиканское научноисследовательское унитарное предприятие Институт радиологии(72) Авторы Автушко Михаил Иванович Ковдерко Владимир Эдуардович(73) Патентообладатель Республиканское научно-исследовательское унитарное предприятие Институт радиологии(57) Устройство для измерения плотности потока радона, включающее короб-накопитель,сорбционные кассеты, воздуходувку, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит источник автономного питания, стабилизатор воздушного потока, приборы управления и контроля - амперметр, таймер, переменный проволочный резистор, выключатель.(56) 1. Кузнецов Ю.В., Ярына В.П. Проблема достоверности измерений плотности потока радона // АНРИ. -4. - 2001. - . 26-29. 2. Решетов В.В., Бердников П.В. Результаты совместных измерений объемной активности радона в почвенном воздухе и плотности потока радона с поверхности почвогрунтов на территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области // АНРИ. -4. 2001. - . 34-40. 3. Зуевич Ф.И., Шкрабо И.В., Лазарев А.В., Воронин Л.А. Методика определения потока радона с поверхности земли // АНРИ. -4. - 2001. - С. 41-43. 4. А.с. СССР 1329351, МПК 011/22, 1991. 1332 Полезная модель относится к технике радонометрических измерений и может быть использована в строительной индустрии для прогнозирования поступления радона в проектируемые жилые, производственные, подсобные и складские помещения при изучении и решении радиоэкологических проблем в бытовой и промышленной санитарии. Работа устройства заключается в прокачке дозированного количества атмосферного воздуха или любой газовой смеси через поглощающий фильтр из активированного угля, в котором гамма-спектрометрическим методом по известным методикам определяется плотность потока радона (ППР) с поверхности грунта, строительных конструкций и любых строительных материалов. Известно устройство для измерения ППР с поверхности грунта, представляющее собой цилиндр без дна диаметром 20 см, высотой 20 см, рабочий объем - 5 л 1-3. Камера снабжена двумя штуцерами, которые резиновыми трубками соединяются с соответствующими штуцерами измерительной камеры радиометра РРА-01 М-01. Открытым концом камера устанавливается на специально подготовленную площадку и обсыпается по периметру грунтом. После установленного времени воздух, с повышенной за счет диффузии концентрацией радона, перекачивают в измерительную камеру радиометра. Недостатками устройства являются длительность экспозиции (1-4 сут.), использование для получения результатов специальных радиометров с измерительными камерами,большой разброс получаемых значений ППР в зависимости от времени экспонирования. Так, по 1 полученные с помощью обсуждаемого устройства значения ППР на площадках 1 и 2 через 3600 и 6000 с составили соответственно 24,9 13,9 и 21,0 12,5 мБк/(м 2 с) соответственно. Известно устройство 1, 2, используемое при измерениях ППР, представляющее собой камеру площадью 32 см 2, в которой на сетку в нижней части насыпается ровным слоем активированный уголь. Сверху камеры устанавливается сорбционная колонка С-13 тоже с активированным углем. Ее назначение - уравнивать давление в камере с атмосферным давлением, исключая при этом попадание в камеру атмосферного радона. В практике радонометрический измерений обсуждаемое устройство именуется накопительной камерой НК-32 и, наряду с описанной выше 5-литровой камерой, получили широкое распространение. К числу недостатков следует отнести длительное (от 2 ч) время экспозиции и существенный разброс реультатов, полученных на одной площадке. Например, на площадках 1 и 8 1 результаты измерений составили 19 42 52 и 351 37 54 мБк / (м 2 с). Одной из причин столь больших расхождений, по мнению исследователей, могло быть нагревание камер прямыми солнечными лучами, что приводило к повышению давления в накопительной камере и утечке радона через сорбционную колонку СК-13. Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности, предназначению и достигаемому результату является устройство для измерения потока (эксхаляций) радона с поверхности грунта с использованием в качестве накопителя угольного сорбента 4. Устройство состоит из прямоугольного короба без днища с шарнирно закрепленными створками на торцах, позволяющими регулировать сечение проходящего воздушного потока, а следовательно, его скорость и расход. На входе и выходе короба смонтированы заборные воронки, осушители, сорбционные колонки и воздуходувки. Недостатками устройства являются большая (до 25 м) длина короба, сложность конструкции(2 осушителя воздуха, 2 сорбционные колонки, 2 воздуходувки), потребность в бытовой электрической сети (220-229 В). Согласно полезной модели, решается задача прямого определения плотности потока радона (ППР) с поверхности грунтов, строительных конструкций и любых строительных материалов. Сущность полезной модели заключается в следующем. В известном устройстве (прототипе) скорость воздушного потока внутри короба регулируется с помощью створок, установленных на торцах боковых граней, и принята равной 2 13320,2 м/с. Считается, что при более высоких скоростях происходит разбавление радона, и результаты оказываются заниженными. Но в течение экспозиции (ориентировочно 1 ч) направление и сила ветра могут существенно меняться. Кроме того, установка не может быть использована в котлованах и подвальных помещениях. В предлагаемом устройстве требуемая скорость воздушного потока внутри короба задается воздуходувкой (аспиратором), чем обеспечивается его постоянство. Существенные конструктивные отличия заключаются в несопоставимо малых размерах короба (1,2 м против 25 м), использовании только одной воздуходувки, сорбционных кассет вместо сорбционных колонок отсутствии воздухозаборников, воздухоосушителей,соединительных шлангов наличии автономного источника питания, приборов регулирования и контроля - амперметра, проволочного резистора, таймера, выключателя, которые размещаются в отдельном корпусе - пульте управления. Основной технический результат полезной модели заключается в упрощении конструкции устройства, повышении его производительности и достоверности результатов,снижении стоимости самого устройства и выполняемых исследований. Дополнительный технический результат полезной модели заключается в расширении области применения она позволит измерять ППР не только из грунтов, но и из строительных конструкций, а также любых строительных материалов, даже при отсутствии бытовой электрической сети. На фигуре показаны общий вид полезной модели, разрез по А-А и пульт с приборами управления и контроля. Устройство состоит из корпуса 1, сорбционной кассеты атмосферного радона (защитный экран) 2, уплотнителя 3, сорбционной кассеты грунтового радона 4, стабилизатора потока 5,воздуходувки (аспиратора) 6, автономного источника постоянного тока 7, амперметра 8,переменного проволочного резистора 9, таймера 10, выключателя 11. Короб может быть изготовлен из легкого листового металла или пластика. Размеры длина 120 см, ширина 25 см,высота 15 см. Короб монтируется на основании соответствующего размера, изготовленном из уголка 4040 мм. По периметру основания приклеивается уплотнитель из пористой резины. Защитный экран 2 и поглотитель грунтового радона 4 конструктивно однотипны и представляют собой прямоугольные сетчатые кассеты 25152 см. Защитный экран одевается непосредственно на всасывающий конец, а накопительная кассета грунтового радона размещается на расстоянии 1 м от него. Для предотвращения высыпания сорбента размер ячеек сетки должен быть меньше зерен поглотителя. В качестве сорбента рекомендуется использовать уголь из фильтрующих элементов противогазов, предварительно просеянный через сито 0,5 мм. Автономным источником постоянного тока может служить мотоциклетный аккумулятор напряжением 12 В. В качестве аспиратора можно использовать автомобильный вентилятор от отопительной системы. Для равномерного распределения движущегося воздуха по сечению короба между поглотителем почвенного радона и всасывающей воронкой аспиратора следует поместить стабилизатор воздушного потока,представляющий собой решетку с вертикальными щелями 10 мм через 15-20 мм. Ориентировочные размеры пульта управления 200200150 мм. Он может быть изготовлен из легкого листового металла, пластика или фанеры. В нем планируется размещение автономного источника постоянного тока, приборов управления и контроля - амперметра,проволочного резистора, таймера, выключателя. Подготовленные с применением предлагаемой полезной модели пробы, подвергаются бета- и/или гамма-спектрометрическому анализу переносными или стационарными радиометрами. 1332 Примеры. 1. Выбор оптимального рабочего режима. Под таковым понимается значение рабочего тока аспиратора, то есть его производительность и скорость воздушного потока внутри короба, и время сорбирования. При высокой скорости воздушного потока радон может не успевать сорбироваться и тем самым будут искажены результаты измерений. По той же причине должно быть оптимальным время сорбирования. Сначала выбирают значениерабочего тока аспиратора, для чего строят график зависимости активности от тока (скорости воздушного потока) при неизменном времени сорбирования, например 5 мин. Значение тока, при котором активность оказалась наибольшей, считается рабочим и оно помечается на шкале амперметра, чтобы в дальнейшем пользоваться этой величиной. Затем строят график зависимости активности от времени сорбирования и выбирают оптимальное время. К входному концу аспиратора подсоединяют газовый счетчик и определяют производительность аспиратора при рабочем значении тока. При необходимости можно построить график зависимости производительности от значения рабочего тока аспиратора. 2. Измерение ППР с поверхности грунта производится следующим образом. На очищенную от травы и выровненную поверхность устанавливают короб, обсыпают по периметру грунтом и утрамбовывают, для более плотного контакта с грунтом, короб пригружают сверху. С помощью амперметра, проволочного резистора и таймера задают оптимальный режим рабочий ток и время сорбирования. Затем по первой кассете (на входном отверстии короба) находят объемную активность радона (ОА) в атмосферном воздухе по формуле ОАЭ/ (операция не обязательная), а по второй кассете - плотность потока грунтового радона (ППР) по формуле ППРЭРОА(г)/(Т), где ЭРОА(а) и ЭРОА(г) эквивалентные равновесные объемные активности дочерних продуктов распада атмосферного и грунтового радона- объем прокаченного через короб воздуха- рабочая площадь короба (0,25 м 2) Т - время сорбирования. 3. Измерение ПП с поверхности строительных деталей в принципе производится по описанной выше схеме. Короб устанавливается на деталь и пригружается сверху. Благодаря наличию уплотняющей ленты из пористой резины по периметру основания, практически исключается подсос воздуха с боков. 4. Измерение ППР из сыпучих строительных материалов. Роют траншею глубиной 0,5 м по ширине и длине несколько большую короба, застилают ее полиэтиленовой пленкой и заполняют исследуемым материалом. Далее в соответствии с п. 2. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.