汪 弘 李向阳 罗才武 冯胜洋 洪昌寿

（南华大学资源环境与安全工程学院 湖南衡阳 421000）

1 前言

氡（Rn）是一种具有天然放射性的惰性气体，它能衰变产生Rn子体，在空气中形成放射性气溶胶，被世界卫生组织（WHO）列为19种主要环境致癌物质之一。南华大学作为一所老牌核工业院校，一直从事核放射性方面的教学与研究[1]，核类和安全类专业开设了多门与Rn相关的课程，但市场上针对该方面的仪器较为匮乏，难以进行高水平实验，严重制约了相关实验和实践教学活动的开展[2-4]。

2 Rn析出机理及影响因素

土壤或岩石等固体介质中的Rn从产生到最终在地表析出主要分为3个阶段:（1）固体晶格中的镭（Ra）衰变形成Rn，经核反冲作用进入介质孔隙中形成自由Rn。（2）介质孔隙中的自由Rn在对流与扩散的作用下向地表迁移。（3）Rn到达地-空交界面，从地表析出进入大气[5]，详见图1。

图1 Rn运移与析出过程

松散介质中Rn运移析出公式如下:

国内外大量研究表明，介质的环境因素和其本身物化特性与表面Rn析出率有强相关性[6-10]。环境因素主要包括:振动扰动、温度、超声波等，介质物化性质主要包括:镭含量、粒径分布、含水率、孔隙度等。振动扰动、温度、超声波等因素会改变松散介质体的Rn 扩散系数（ΔD）和渗流速度（Δv），Ra含量、粒径分布等因素会影响松散介质自由Rn的产生能力，即

3 试验装置的总体设计及组成

基于环境对Rn析出的影响机理，南华大学自主研制了“模拟复杂条件下Rn耦合析出试验装置”，该仪器注重对多重环境因素场的还原模拟，可实现在不同温度、振动、超声扰动等条件下实验介质Rn析出率的测定。……