本發(fā)明涉及氡源結(jié)構(gòu)，具體涉及一種耐濕流氣式氡源及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)，氡及其子體的輻射占到了人體受到的天然放射性輻射總量的50％以上，且室內(nèi)氡濃度水平以及氡吸入導(dǎo)致的內(nèi)照射與肺癌的發(fā)生存在極大的關(guān)聯(lián)，因此，近年來對(duì)于氡監(jiān)測(cè)的關(guān)注度日益上升。

2、采用閃爍室、電離室、半導(dǎo)體探測(cè)器等手段，可以對(duì)氡及其子體濃度進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)。為了保障測(cè)量的準(zhǔn)確性，通常采用標(biāo)準(zhǔn)氡室對(duì)測(cè)氡儀進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)。由于氡的主要同位素222rn的半衰期僅有3.825天，加之標(biāo)準(zhǔn)氡室的腔體存在一定的泄漏，因此需要采用確定活度量值、穩(wěn)定析出氡的標(biāo)準(zhǔn)氡源為標(biāo)準(zhǔn)氡室持續(xù)補(bǔ)充氡，以維持標(biāo)準(zhǔn)氡室內(nèi)氡的體積活度的穩(wěn)定，從而保障對(duì)測(cè)氡儀等儀器設(shè)備檢定校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和便利性。

3、環(huán)境濕度對(duì)于氡源的氡析出率具有非常直接的影響。環(huán)境濕度的波動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致氡源的氡析出率在0％到100％的范圍內(nèi)出現(xiàn)不受控的變化，這將導(dǎo)致對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氡室進(jìn)行補(bǔ)氡時(shí)，難以保持標(biāo)準(zhǔn)氡室內(nèi)氡體積活度的穩(wěn)定。以常見的采用陽離子交換樹脂微球吸附226ra后封裝制備的氡源為例，當(dāng)環(huán)境濕度達(dá)到50％以上后，由于陽離子樹脂的親水性導(dǎo)致水汽在樹脂的空隙及表面大量凝結(jié)為水，嚴(yán)重影響了氡的析出；當(dāng)環(huán)境濕度達(dá)到60％以上時(shí)，這種陽離子樹脂型氡源的氡析出率會(huì)急劇下降，趨近于零，必須在氡源的氣路中加裝前置的干燥筒對(duì)流經(jīng)氡源的空氣進(jìn)行預(yù)處理，以保持氡源氡析出率的穩(wěn)定性。但干燥筒內(nèi)的干燥劑需要定時(shí)更換，耗費(fèi)巨大且極不方便。又以將226ra溶液涂抹于聚合固化的硅橡膠薄層表面制備的氡源為例，當(dāng)環(huán)境濕度降低至20％以下時(shí)，氡的析出率會(huì)出現(xiàn)衰減，直至從幾乎100％析出降低至85％左右。

4、為了追求氡源析出率在環(huán)境濕度波動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，現(xiàn)有研究中作出了各自技術(shù)上的嘗試。美國(guó)nist研制了一系列的標(biāo)準(zhǔn)氡源，采用聚乙烯薄膜包裹226ra標(biāo)準(zhǔn)溶液制備成膠囊，可以實(shí)現(xiàn)在不同環(huán)境濕度下氡析出的穩(wěn)定，但氡的析出率大約在75-85％之間，每個(gè)膠囊之間存在一定差異；又以德國(guó)ptb為例，采用電沉積技術(shù)將226ra電鍍于不銹鋼圓片的表面，可以應(yīng)對(duì)環(huán)境濕度的變化保持氡析出率的穩(wěn)定，但是氡析出率一般也只有75％左右。

5、因此，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，亟需提供一種環(huán)境濕度波動(dòng)時(shí)可以保持氡析出率的穩(wěn)定且氡的析出率較高的氡源，這對(duì)于應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)氡室并保障氡室內(nèi)氡體積活度的穩(wěn)定性具有非常高的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種耐濕流氣式氡源及其制備方法與應(yīng)用，在環(huán)境濕度出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)能夠保持氡析出率的穩(wěn)定，同時(shí)氡的析出率接近100％，完全滿足應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)氡室并保障標(biāo)準(zhǔn)氡室內(nèi)氡體積活度穩(wěn)定性的要求。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種耐濕流氣式氡源，所述耐濕流氣式氡源包括腔體，沿所述腔體內(nèi)部的氣流方向設(shè)置有氡發(fā)射體，所述氡發(fā)射體包括中空框架以及夾持固定于中空框架內(nèi)部的陽離子交換膜，所述陽離子交換膜吸附有226ra。

4、本發(fā)明提供的耐濕流氣式氡源，通過將226ra吸附在陽離子交換膜上，可以實(shí)現(xiàn)將ra從原子級(jí)別挨個(gè)分開，每個(gè)離子交換官能團(tuán)僅吸附一個(gè)ra離子，從而避免傳統(tǒng)氡源中因ra溶液滴注在基材上干燥后形成鹽結(jié)晶晶體、進(jìn)而降低氡源的氡析出率的問題，從根本上保障了氡析出的順暢；其次，將氡發(fā)射體順著腔體內(nèi)氣流的方向布置，可以將對(duì)于腔體內(nèi)氣流的干擾降低至最小，充分保障了氡源的氡析出能力，不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)氡源中濕度上升后凝結(jié)水影響氣流流通的情況；將陽離子交換膜固定在中空框架內(nèi)部，形成的氡發(fā)射體可近似于4π方向發(fā)射氡，且四周的框架包圍下，有氣流經(jīng)過時(shí)會(huì)形成堰流效應(yīng)，有利于氡的發(fā)射和輸運(yùn)，所述耐濕流氣式氡源在環(huán)境濕度出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)能夠保持較高的氡析出率且維持氡析出率穩(wěn)定，從而能夠滿足應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)氡室并保障標(biāo)準(zhǔn)氡室內(nèi)氡體積活度穩(wěn)定性的要求。

5、優(yōu)選地，所述腔體的材質(zhì)包括鋁合金。

6、優(yōu)選地，所述中空框架的材質(zhì)包括鋁合金。

7、優(yōu)選地，所述中空框架包括邊沿螺接的頂部中空框架與底部中空框架，所述陽離子交換膜夾持固定于頂部中空框架與底部中空框架之間。

8、優(yōu)選地，所述頂部中空框架與底部中空框架的厚度均為3-5mm，例如可以是3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

9、所述頂部中空框架與底部中空框架的厚度可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，在本發(fā)明中結(jié)合整體耐濕流氣式氡源的結(jié)構(gòu)，將頂部中空框架與底部中空框架的厚度限定在合理范圍內(nèi)，可以在氣流經(jīng)過時(shí)形成堰流效應(yīng)，進(jìn)而有效地將226ra衰變產(chǎn)生并集聚的氡載帶并隨著氣流順暢地流出氡源。

10、優(yōu)選地，所述陽離子交換膜的厚度為17-50μm，例如可以是17μm、20μm、30μm、40μm或50μm，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

11、陽離子交換膜的厚度會(huì)較大程度地影響氡的析出，厚度越小越有利于氡的析出。

12、優(yōu)選地，所述陽離子交換膜的種類包括均質(zhì)陽離子交換膜。

13、優(yōu)選地，所述均質(zhì)陽離子交換膜包括pfsa膜、聚苯并咪唑膜或磺化聚醚醚酮膜中的任意一種。

14、優(yōu)選地，所述pfsa膜包括ptfe-pfsa膜。

15、第二方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述的耐濕流氣式氡源的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

16、采用陽離子交換膜從226ra溶液中吸附226ra；然后將吸附226ra的陽離子交換膜夾持固定于中空框架的內(nèi)部，得到氡發(fā)射體；將所得氡發(fā)射體沿氣流方向置于腔體的內(nèi)部，得到所述耐濕流氣式氡源。

17、本發(fā)明提供的制備方法，從226ra溶液中通過離子交換反應(yīng)使得226ra均勻吸附在陽離子交換膜上并達(dá)到設(shè)計(jì)的活度量值，有利于后續(xù)226ra衰變產(chǎn)生并集聚的氡進(jìn)行發(fā)射和輸運(yùn)。

18、優(yōu)選地，所述吸附226ra的活度量值為20-2000kbq，例如可以是20kbq、51.2kbq、500kbq、1000kbq、1500kbq或2000kbq，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

19、本發(fā)明中所述吸附226ra的活度量值為常用的流氣式氡源中ra的活度量值范圍，實(shí)際可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整。

20、優(yōu)選地，所述226ra溶液包括氯化鐳溶液、氯化鋇鐳溶液或edta-ra絡(luò)合物溶液中的至少一種。

21、優(yōu)選地，所述226ra溶液中的酸液濃度為0.5-2mol/l，例如可以是0.5mol/l、1mol/l、1.5mol/l或2mol/l，但不限于所列舉的數(shù)值，數(shù)值范圍內(nèi)其它未列舉的數(shù)值同樣適用。

22、所述226ra溶液中的酸液為對(duì)含226ra固體樣品進(jìn)行溶出時(shí)所用試劑。

23、優(yōu)選地，所述吸附226ra的溫度為室溫，時(shí)間為30min，ra的吸附率在80-90％，吸附226ra的陽離子交換膜與226ra溶液分離后自然風(fēng)干。

24、作為本發(fā)明所述的制備方法的優(yōu)選技術(shù)方案，所述制備方法包括如下步驟：

25、采用陽離子交換膜從226ra溶液中吸附活度量值為20-2000kbq的226ra，所述226ra溶液包括氯化鐳溶液、氯化鋇鐳溶液或edta-ra絡(luò)合物溶液中的至少一種，226ra溶液中的酸液濃度為0.5-2mol/l；然后將吸附226ra的陽離子交換膜夾持固定于中空框架的內(nèi)部，得到氡發(fā)射體；將所得氡發(fā)射體沿氣流方向置于腔體的內(nèi)部，得到所述耐濕流氣式氡源。

26、第三方面，本發(fā)明提供了一種如第一方面所述的耐濕流氣式氡源的應(yīng)用，所述耐濕流氣式氡源用于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)氡室進(jìn)行補(bǔ)氡。

27、相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

28、本發(fā)明提供的耐濕流氣式氡源，通過將226ra吸附在陽離子交換膜上，可以避免傳統(tǒng)氡源中因ra溶液滴注在基材上干燥后形成鹽結(jié)晶晶體、進(jìn)而降低氡源的氡析出率的問題，從根本上保障了氡析出的順暢；將氡發(fā)射體順著腔體內(nèi)氣流的方向布置，可以將對(duì)于腔體內(nèi)氣流的干擾降低至最小，充分保障了氡源的氡析出能力，避免了傳統(tǒng)氡源中濕度上升后凝結(jié)水影響氣流流通的情況；將陽離子交換膜固定在中空框架內(nèi)部，形成的氡發(fā)射體可近似于4π方向發(fā)射氡，且四周的框架包圍下，有氣流經(jīng)過時(shí)會(huì)形成堰流效應(yīng)，有利于氡的發(fā)射和輸運(yùn)，所述耐濕流氣式氡源在環(huán)境濕度出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)能夠保持氡析出率接近100％且維持氡析出率穩(wěn)定，從而能夠滿足應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)氡室并保障標(biāo)準(zhǔn)氡室內(nèi)氡體積活度穩(wěn)定性的要求。