析出率的理论模型孙凯男1郭秋菊2程建平1.pdf

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1、我国部分地区土壤氡析出率的理论模型121孙凯男郭秋菊程建平1清华大学工程物理系，北京1000842北京大学物理学院技术物理系，北京100871【摘要】目的本研究旨在通过理论研究和实验验证初步建立我国部分地区土壤氡析出率的理论模型。方法通过对氡在土壤中扩散理论的分析，建立土壤氡析出率数学模型，该模型考虑了土壤的镭含量、射气系数、孔隙度和含水饱和度等因素对氡析出率的影响。为验证此模型，我们在北京、贵阳和内蒙古三个不同土壤类型的地区，共30处进行了氡析出率及土壤相关物理性质的实际测量。结果有近三分之一的样品理论值与实测值吻合

2、比较好。结论实测结果初步显示出模型的有效性。本文对误差分布规律及产生原因进行了分析，提出了今后土壤氡析出率模型的改进方向。【关键词】土壤性质、氡析出率、理论模型、实地测量ATheoreticalModelonRadonExhalationfromSoilinSomeRegionsofChina121KainanSun,QiujuGuoandJianpingCheng1DepartmentofEngineeringPhysics,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China2Departm

3、entofTechnicalPhysics,SchoolofPhysics,PekingUniversity,Beijing100871,China【Abstract】ObjectiveToestablishapracticalmathematicalmodelforcalculatingradonexhalationratefromsoilinsomeregionsofChina.MethodsBasedonsoilradondiffusivetheory,amodelincludingtheinfluencesof

4、soilradiumcontent,emanationcoefficient,soilporosityandmoisturesaturationonradonexhalationwasmade.Totestthemodel,bothfieldmeasurementsonradonexhalationrateandlaboratoryexperimentsonrelatedsoilpropertieswerecarriedouttotallyin30pointsinBeijingandothercities.Result

5、sAboutonethirdofthesampleshadverysimilarcalculatedvalueswiththeirmeasuredvalues.Wealsodiscussedthedistributionoftheerrorsaswellasthereasonscausingtheerrors,whichwillshowdirectionfortheimprovementofthemodel.ConclusionInspiteofthelargeuncertaintiesinthemodelwhichi

6、sinfluencedbysomanyfactors,wecanseetheconsiderablyvalidationofthe基金项目：国家自然科学基金资助项目（10175007）作者简介：孙凯男，女，1979年出生，清华大学工程物理系硕士生model.【keyWords】Soilproperties；Radonexhalationrate；Theoreticalmodel；Fieldmeasurements土壤氡析出率是指：单位时间、单位面积地面土壤释放到空气中的氡量2（Bq/ms）。从全球来讲，环境空气中的氡主

7、要来源于陆地表面释放，占环境空（1）气中氡的全部来源的77.7％。所以，土壤氡析出率将从根源上评价环境空气中氡水平高低。就世界平均而言，来源于建筑物地基和周围土壤的氡约占室内氡的（1）60.4％，对于我国的北京地区，这个比例也有56.3％。由此可见，土壤氡析出率是影响室内环境氡水平的关键因素。国际上已有许多国家进行了关于土壤氡析出率理论模型的研究，并在此基础上进行了不同范围内的氡析出率填图研究。考虑到中国广阔的领土面积和复杂多变的土壤与气候类型，在全国范围内大规模测量土壤氡析出率的难度很大，这可能也是在我国关于除了铀尾

8、矿以外的土壤氡析出率测量和研究比较少的原因之一。因此，建立一个简单而有效的评价土壤氡析出率的模型具有理论与现实意义。本文首先对氡在土壤中产生、迁移和析出的机理进行理论分析，在此基础上建立了一个基于扩散理论的氡析出率理论模型。为对模型进行验证，我们在北京、贵阳和内蒙古三个不同土壤类型的地区共30处进行了氡析出率及土壤相关物理性质的实