一项关于水分含量对印度米佐拉姆邦走滑断层区域采集的沙土、沙质粘壤土和壤沙土样品中氡质量释放速率影响的研究

《Applied Radiation and Isotopes》：A Study of the effect of water content on radon mass exhalation rate in Sand soil, Sandy Clay Loamy soil and Loamy Sand soil samples collected from the strike - slip fault region in Mizoram, India

研究分析了不同土壤类型中氡的排放率与水分含量的关系，发现峰值分别出现在12%、18%和21%的水分含量，氡排放率最大值分别为40.12、29.55和23 mBq·kg?1·h?1，与全球平均57.6 Bq·m?2·h?1一致。

　　

埃利亚扎尔·F·拉尔法克马维亚（Eliazar F. Lalfakmawia）、威克里夫·拉尔昌达马（Wycliff Lalchhandama）、Z·帕丘奥（Z. Pachuau）、L·Z·昌特（L.Z. Chhangte）、范拉姆拉姆马（Vanramlawma）、B·佐伊拉纳（B. Zoilana）

印度米佐拉姆大学物理系，坦赫里尔（Tanhril），艾佐尔（Aizawl），米佐拉姆

摘要

本研究在米佐拉姆地区的走滑断层区域采集了沙土、沙质粘壤土和壤沙土样本，对氡质量释放率与含水量的关系进行了为期两年的观测。使用基于闪烁技术的ZnS(Ag)智能氡钍监测仪（RnDuo）进行了测量。两年期间的月平均氡质量释放率分别为：沙土26.65 ± 3.21 mBq/kg·h?1、沙质粘壤土20.07 ± 2.53 mBq/kg·h?1、壤沙土13.90 ± 1.92 mBq/kg·h?1。不同类型的土壤中氡的释放率显著受到含水量的影响：随着土壤含水量的增加，氡的释放率最初上升，达到峰值后逐渐下降。在沙土（站点1）中，当含水量达到12%时，氡的释放率（通量）达到最大值40.12 ± 3.01 mBq/kg·h?1（60.88 Bq/m2·h?1），随后下降；在沙质粘壤土（站点2）中，氡的释放率在含水量为18%时达到最大值29.55 ± 2.08 mBq/kg·h?1（51.31 Bq/m2·h?1）；在壤沙土（站点3）中，氡的释放率在含水量为21%时达到最大值23 ± 1.27 mBq/kg·h?1（33.29 Bq/m2·h?1）。²²⁶Ra的活度分别为：沙土27.37 Bq/kg、沙质粘壤土25.37 Bq/kg、壤沙土26.54 Bq/kg。研究结果与全球报告的平均值（57.6 Bq/m2·h?1）相符。

研究区域

米佐拉姆位于印度东北部。马特断层（Mat Fault）是东喜马拉雅褶皱带中的一条显著走滑断层，呈北西北-南东南方向。该断层由两个相互移动的构造板块形成，属于走滑机制。研究期间从断层线上的三个站点采集了深度为5-10厘米的土壤样本（图1显示了地理位置）。

氡质量释放率的测量

测量土壤中的氡浓度时，使用了由印度孟买BARC制造的基于闪烁技术的ZnS(Ag)智能氡钍监测仪（RnDuo）。该仪器通过检测氡及其衰变产物在闪烁室中产生的α粒子来测量氡浓度。α粒子由光电倍增管（PMT）捕获。对于土壤样本中的氡气体测量，样品气体被收集到150立方厘米的闪烁室中。

结果

土壤样本的具体密度、类型、孔隙体积、干密度及镭当量活度详见表1。两年期间的月平均氡质量释放率分别为：沙土26.65 ± 3.21 mBq/kg·h?1、沙质粘壤土20.07 ± 2.53 mBq/kg·h?1、壤沙土13.90 ± 1.92 mBq/kg·h?1。²²⁶Ra、²³²Th和⁴⁰K的平均活度浓度分别为27.37 Bq/kg、168.05 Bq/kg、25.37 Bq/kg、155.76 Bq/kg、26.54 Bq/kg、162.95 Bq/kg。

结论

本研究使用RnDuo监测仪分析了土壤含水量对沙土、沙质粘壤土和壤沙土中氡质量释放率的影响。结果显示，沙土、沙质粘壤土和壤沙土的氡释放率峰值分别出现在含水量为12%、18%和21%时。研究结果与先前研究一致，表明含水量显著影响氡的释放率。

作者贡献声明

- B·佐伊拉纳（B. Zoilana）：撰写、审稿与编辑 - 埃利亚扎尔·拉尔法克马维亚（Eliazar Lalfakmawia）：撰写、初稿撰写 - 威克里夫·拉尔昌达马（Wycliff Lalchhandama）：撰写、审稿与编辑 - Z·帕丘奥（Z. Pachuau）：指导 - L·Z·昌特（L.Z. Chhangte）：指导

未引用的参考文献

- Singha和Kant，2007年；《氡传输模型与测量方法手册》 - 印度标准（Indian Standard） - Ralte等人，2022年；Chhangte等人，2019年；ángel Martín等人，2018年；Stranden等人，1984年