双滤膜监测仪同步测量氡及其子体的创新方法与应用

为解决环境氡(Rn)及其子体(progeny)同步监测难题，印度Bhabha原子研究中心团队开发了基于直接子体传感器(DRPS)的双滤膜监测系统。该系统通过入口/出口双滤膜设计结合LR115探测器，实现了环境子体浓度与氡浓度的同步测量，并首次实现原位平衡因子测定。研究通过理论计算子体扩散参数和传输时间，校准了不同流速下的系统灵敏度，为职业辐射防护提供了新型监测工具。

　　

氡气作为天然辐射的主要来源，其衰变子体产生的α粒子对人类呼吸系统具有显著致癌风险。传统监测方法面临两大困境：一是单点采样无法区分氡气与子体的实时浓度，二是现有双滤膜技术仅能测量氡气浓度。在铀矿等职业环境中，这种局限性可能导致剂量评估偏差。更棘手的是，子体在延迟腔室内的壁沉积损失（plate-out）会显著影响测量精度，而现有技术缺乏有效的补偿机制。

针对这些挑战，Bhabha原子研究中心的研究团队在《Applied Radiation and Isotopes》发表了一项突破性研究。他们创新性地将直接子体传感器(DRPS)与双滤膜系统整合：入口滤膜(F1)捕获环境子体，出口滤膜(F2)富集延迟腔室内氡衰变产生的子体，两个DRPS分别对向滤膜进行α粒子计数。通过理论计算子体传输时间（56.5 cm³
腔室，2 L min^-1
流速）和扩散参数，团队成功量化了壁沉积损失的影响。该系统首次实现环境子体浓度与氡浓度的同步测量，并创新性地推导出原位平衡因子。

关键技术包括：1）双玻璃纤维滤膜（12.56 cm²
，0.4 μm孔径）构建气溶胶分离系统；2）LR115型固态核径迹探测器作为DRPS核心元件；3）基于Gormley-Kennedy方程计算子体扩散损失；4）标准氡室校准系统响应。

【The detector system】
采用BARC特制玻璃纤维滤膜（99.97%截留效率）构建双滤膜结构，DRPS通过测量F1/F2的α衰变分别对应环境子体浓度和氡浓度。实验证实0.3 μm颗粒的截留效率满足监测需求。

【Results and Discussion】
在2 L min^-1
流速下，延迟腔室可实现约17秒的氡滞留时间，远短于氡半衰期（3.82天）。研究发现增大腔室体积虽提高灵敏度，但会加剧子体壁沉积。通过引入扩散参数校正，系统对氡的检测限达5 Bq m^-3
，子体检测误差<15%。

【Conclusions】
该研究首次实现双滤膜系统对氡/子体的同步监测，其创新点在于：1）双DRPS设计突破传统单点检测局限；2）理论模型量化壁沉积效应；3）原位平衡因子测定功能。该系统为铀矿等复杂环境提供了一种兼具高精度和操作简便性的监测方案，对完善职业照射剂量评估体系具有重要实践意义。