探讨FD-125水氡仪观测静置最佳时间的选取

朱佳苗， 温燕林， 朱培育， 潘国勇， 赵俊香

(1.上海市地震局崇明地震台，上海 202164；2.上海市地震局，上海 200062)

0 引言

随着地震前兆数字化观测技术的逐步推广应用和地震监测预报研究的不断深入，水氡观测技术也得到很大提高。当前，较为成熟的几种观测技术有电离室法、闪烁室法、半导体探测器法等[1]。无论采用哪种方法，水氡观测都应严格执行“从鼓泡开始到测数之间的静置时间为1 h”的要求。为验证崇明台FD-125测氡仪在静置1 h后测量氡含量是否为最佳观测时间进行实验分析。

1 FD-125测氡仪的工作原理

仪器由闪烁室、光电倍增管及两级耦合式晶体管放大器组成。当射气引入闪烁室后，射气在蜕变过程中产生的α粒子冲击到硫化锌晶体上，α粒子的能量转移给硫化锌晶体，引起硫化锌原子激发而闪光放出电子，光子被光电倍增管接收，载气在其光电阴极上产生光电子，完成光电转换。光电子受电场的作用聚焦到光电倍增管的倍增极上，激发出二次电子，二次电子被加速放大成电子流，在光电倍增管的阳极负载电阻R上形成脉动电流，输出负电压脉冲。采用闪烁方法测氡时，需要把射气引入闪烁室静置一段时间后再进行测量。自闪烁室静置开始，氡和其子体衰变的α粒子数目逐渐上升，测量的氡值也随之上升[2]。

2 不同静置时间的氡值变化

在崇明台进行测氡实验时，为减小仪器误差、提高实验数据的可靠性，同时选用两套FD-125测氡仪进行平行观测。两套仪器的编号分别为2014007和2015001，均按要求进行过标定检查，性能稳定。实验工作人员都是常年进行水氡观测，熟悉FD-125测氡仪型氡钍分析器的使用。与水氡日常观测方法相同，扩散瓶负压水样为(100±5) mL，鼓泡时间为(11±1) min，鼓泡后1 h测1次数据，测数时长10 min。其后，分别在静置1.5 h、2 h、2.5 h、3 h、3.5 h和4 h进行观测，测数时长10 min。2014007号仪器实验累计进行24 d，2015001号进行12 d，观测结果如表1和第22页表2所示。

表1 崇明台2014007号仪器固定静置时间点的水氡测值

表1 (续)

表2 崇明台2015001号仪器固定静置时间点的水氡测值

如图1所示，2014007号仪器实验时间跨度从2016年7月底到9月初，2015001号仪器从2016年8月中旬到9月初。虽然二者的测值不尽相同，但观测曲线的形态都大体一致，除个别测值出现突跳外，其余均表现出较好的一致性。测值在静置1～3小时内随静置时间的加长而缓慢上升，在第3小时达到峰值后逐步下降。

3 不同静置时间氡测值的标准偏差

从图1看出，静置1 h时的测值相对最小，但却较稳定。为便于研究，绘制不同静置时间点氡测值的标准偏差值曲线(见图2)。

由图2看出，FD-125测氡仪在静置时间1 h时的标准偏差值最小。其他静置时间的氡测值都比1 h的大，但在不同时间的测值变化较大，且标准偏差也比1 h的大。说明静置1 h时的观测结果能客观地反映水中的相对氡含量。

图1 崇明台2014007与2015001仪器实验氡值曲线Fig.1 Experimental radon values of NO.2014007 and NO.2015001 at Chongming station

图2 崇明台2014007与2015001仪器不同静置时间点测值的标准偏差曲线Fig.2 Deviation standard value of NO.2014007 and NO.2015001 at different stationary time point at Chongming Station

4 结论

(1) 实验发现FD-125测氡仪在静置1～3 h内所测得的氡值与静置时间成正比，3 h左右达到峰值，随后会随着静置时间的增加而减小。

(2) 实验数据证明FD-125测氡仪观测要求静置1 h是有科学依据的。增加静置时间虽能加大氡测值，但易造成测值的不稳定，测值偏差较大。

(3) 不同的静置时间会测得不同的氡含量值，按规定要求的静置时间来观测是非常必要的。

[1] 中国地震局.地震水文地球化学观测技术规范[M].北京：地震出版社，2014:8-9.

[2] 李朝明，杨志坚，朱培耀，等.地震前兆监测中水氡测量方法浅析[J].地震地磁观测与研究，2013,34(1/2):155-161.