测氡仪标准仪器校准法的条件研究

利用AlphaGUARD测氡仪及AquaKIT水氡测量组件,使用水中溶解氡对FD-125测氡仪标配的两个闪烁室进行标准仪器校准。通过改变系统内体积,保证系统内AlphaGUARD测氡仪读数分别在1 000Bq/m~3,1 000~2 000Bq/m~3,……,10 000Bq/m~3等6个不同范围内。结果表明,当系统内氡体积活度大于1 000Bq/m~3时,所得到的K值相对于均值的偏差均≤5%,而且相对于氡气固体源校准得到的k值相对误差均≤5%;而当系统内氡体积活度小于1 000Bq/m~3时,所得到的K值相对于均值的偏差较大(10.2%与13.3%)。因此,认为标准仪器校准需要的条件是系统内氡体积活度1 000Bq/m~3,再根据氡在闭合系统内的水气平衡公式,得到台站开展标准仪器校准所需的最低水氡体积活度。本工作进一步研究了利用水中溶解氡加标准仪器的标准仪器校准技术代替氡气固体源校准的方法,而且基本确定了开展标准仪器校准所需条件,为下一步该校准方法规程的制定与方法推广奠定理论基础。     

地震氡观测仪计量检定系统与实验分析

本文介绍了地震氡观测仪计量检定系统（氡室）的建设背景及结构组成。氡室具有氡体积活度（氡浓度）实时监测、动态补氡、氡期望值可调、稳定性好等特点。在氡室调试实验中进行了氡室的漏气率实验及4次补氡实验,计算出氡室的氡漏气率为0.0001393Bq/min,氡发生率为23.35Bq/min。根据《测氡仪检定规程》（JJG 825—2013）的技术要求进行计量效能验证,表明氡室的氡体积活度（氡浓度）为800Bq/m³、1500Bq/m³、3000Bq/m³、6000Bq/m³和15000Bq/m³时,连续8h稳定性均优于5%;为6000Bq/m³时,72h稳定性优于5%,符合国家计量技术规范对氡室计量标准的要求。     

台湾北部地下水中氡含量的变化及其与地震活动的相关性

从1980年7月至1983年12月,每周从台湾北部四个测点取双样测定地下热水和富含CO_2的冷泉中的氡(~(222)Rn)浓度。在三个测点上观测到七次脉冲式氡异常(其增长超过均值的2～3倍标准误差),每次异常(一次除外)后4至51天内均发生M_1 4.6级以上地震。震中距为14到45公里,震源深度小于10公里。具有氡异常前兆的地震分布,偏向于氡测点的某一方向。对其它方向发生的地震,氡测点似乎不敏感。在邻近火山地区的第四个测点上,大量气体(主要是CO_2)同热水一起从井孔排出。从排出的气体中检测到的氡浓度很高。因此,水中气体的分离可能导致高的氡含量异常。据有限的测定,水氡浓度相对于气氡似乎没有饱和。这表明热水很容易损失氡。因此,更需要监测气氡。     

东昆仑活动断裂带西大滩段断层气(Rn,CO_2)的释放特征

通过在东昆仑活动断裂带西大滩段进行断层气测试,首次获取了该断裂带中Rn和CO2的释放量。在2004年开挖的2～3m深的探槽内,氡浓度可达20732Bq.m-3,氡发射率可达433mBq.m-2.s-1,远高于在地表的氡浓度505～2380Bq.m-3与氡发射率7～28.19mBq.m-2.s-1(地表氡发射率均值为14.7mBq.m-2.s-1,与世界平均值相当)。从而我们推断该断裂具有从上部第四系覆盖物到深部花岗岩之间的良好连通性。在地表CO2的析出率平均值为18.9g.m-2.d-1,与通常的背景值相当,在探槽中和距离断层1km的地方没有明显的空间变化,但是在断层北侧3km处的一个近乎直立的千枚岩小山上,CO2的析出率却很高,为421g.m-2.d-1,同时该处氡的发射率也高,达503mBq.m-2.s-1,因此,有必要在该断裂附近进行长期监测     

宁波站DDL-2与FD-105K测氡仪对比观测研究

测氡仪对比观测研究是探索仪器运行规律和提供可靠地震研究数据的支撑。文章基于使用AlphaGUARD P2000测氡仪作为无源标定仪器对DDL-2测氡仪进行溶解氡的校准实验,开展DDL-2测氡仪氡浓度响应研究以及DDL-2测氡仪和FD-105K测氡仪对比观测研究。结果表明：(1)校准K值的偏差值都在4.827 6%以内,满足目前地震监测观测技术要求和仪器标定要求;(2)DDL-2测氡仪可描述动态的水氡浓度,使用Origin 2018数据分析软件对氡浓度绘制拟合曲线,为氡值变化过程提供数学模型,鼓泡过程中水氡浓度经历迅速上升期、平缓期和稳定期,稳定后氡浓度变化幅度约为5.0 Bq/L,并且变化形态不尽相同;(3)使用Origin 2018对比分析数据,发现DDL-2测氡仪与AlphaGUARD P2000测氡仪较FD-105K测氡仪氡浓度日变化响应更灵敏且氡测值曲线吻合度更高。     

综合运用地球物理和土壤气剖面识别活动断层:以西班牙东北部比利牛斯山脉的阿梅尔(Amer)断层为例(Ⅰ)

地球物理和土壤气组成探查相结合的方法可以快速低成本地获得有关地震活动情况的信息。本研究中,对西班牙的比利牛斯山脉(Pyrenees)的阿梅尔(Amer)镇附近明显存在新断裂的两个区域进行了地球化学土壤气采样(~(222)Rn,220 Rn和CO_2)、电阻率层析成像和地震折射数据分析。数据分析清楚地揭示了沿电成像剖面每个特定位置的气体异常值。地貌与水文地质资料、综合地球物理数据和土壤气测量结果表明:1在高渗透率的主断裂区域,变质沉积基底岩会释放出内生气体氡(~(222)Rn)和二氧化碳(CO_2),而下新生代碎屑沉积地层则表现为一个不透水的边界;2氡浓度最高(52kBq/m~3)的区域对应于Amer断层内近期在地貌上有较多活动证据的地区,更准确地说,是被较薄地表物质覆盖的地区;3最低的~(222)Rn值(0.2~0.4kBq/m~3)只在主要活动断层面记录到。这可以用高土壤CO_2射流(每日267g/m~2)的稀释作用来解释;4高地表破裂区域的土壤钍射气(~(220)Rn)活动性最大(143kBq/m~3);5地下水开采可能引起重要的自然流体动力和测量的气体浓度畸变。不同数据结果(地球化学、地球物理和水文地质)与实地观测结果(地质和地貌)的一致性为我们提供了一个初步的研究区构造-重力模型。     

氡变化的水（气）载衰变机理

本文根据氡在岩、水、气中分布特征和地震前后在某些活动断层上,地下水(气)的向外释放,提出了水氡、气氡的水(气)载衰变机理。指出水氡、气氡与地下水(气)的流速、岩—水中氡的不均匀分布有关,并从而使它成为映震比较灵敏的组分。在水、气两相流情况下,水氡、气氡浓度还与氡在水、气中的分配有关。同时观测水氡和气氡,可以获得更多的地壳应力应变及其伴生效应的信息。     

用于野外土壤氡定期定点观测的方法探究

在防震减灾工作对地震监测预报能力的要求不断提高的情况下,氡因其在地震孕育过程中灵敏的前兆响应能力,应该得到更广泛的推广和应用。但由于地下水资源的过度开采,水氡观测环境日益恶化,而目前持续的土壤氡定点观测又相对较少,为此,本文通过选取已知断层,使用AlphaGUARD P2000测氡仪,分别从测量位置、测量周期、集气装置3个方面总结了一种用于野外流动测量土壤氡的定点观测方法,为土壤氡观测在活动断层监测、异常核实中的应用提供参考。     

47个水氡监测点的天然放射性水平

本文报道了47个水氡监测点的天然放射性水平的调查结果。通过数理统计分析:~(226)镭和总α、~(222)氡和~(210)钋、~(222)氡和~(226)镭的含量,具有显著的相关。讨论了测定地下水总α放射性和~(210)钋的含量,作为氡气含量预报地震参考值的可能性。     

γ能谱法在地震预报研究中的应用

探索地震预报的实践表明,大地震的孕育过程会导致地下水中氡含量的某些变化。但是,地下水中氡含量的变化还受到多种其它因素的影响(表1)。如何排除或压制非地震因素的干扰,以提取与地震孕育有关的信息,这对地震预报的探索是至关重要的。目前国内在水氡观测的同时,普遍增加诸如流量、水温、压力、气象因素等辅助观测项目,从而作相关分析,以排除这些因素的干扰。显然,地下水中氡浓度的变化不仅与这几个因素有关,而且这几个辅助观测项目亦不一定是主要干扰因素,因此,即使在排除了这些干扰因素之后,亦无法解释地下水中氡浓度变化的复杂情况。为此,我们引进了γ能谱法这一新的观测技术,并开展了一定的实际工作,所取得的结果显示了该方法应用于地震预报研究的可喜前景。     

KJD-2000R测氡仪(α谱仪)观测结果分析

通过分析KJD-2000R测氡仪(α谱仪)记录的下关温泉水中氡含量的4组α粒子能量脉冲数、氡含量以及影响观测结果因素,结合传统水氡观测仪器FD-125型室内氡钍分析器平行对比观测结果,认为:KJD-2000R测氡仪观测对象明确,而且自动鼓泡和读数,完全避免了人工鼓泡和读数引起的误差,对提高氡及其子体变化规律的认识,提高水氡观测资料质量及映震能力,充分捕获水氡前兆异常信息都具有一定实际意义,也为地震观测及台站水氡观测仪器选型提供参考。     

气氡观测脱气装置改造的试验研究

SD-3A自动仪器是“九五”期间中国地震局研制的自动测氡仪器,其脱气装置需要根据观测点的具体情况自行设计、制造。为此,笔者通过对武都殿沟泉脱气装置反复试验、改造,研制完成的脱气装置在武都气氡观测中获得良好效果：整点观测值的离散度明显减小,在6个月中（2002年2月至7月）有101个值超过3倍的均方差,降低到（2003年2月至7月）超过3倍的均方差的数值为零,观测值日变化幅度从几千Bq／L,降低到100Bq／L左右。。     

用α径迹法研究鲜水河地震断层土层中氡浓度变化

利用α径迹技术在鲜水河断裂的虾拉沱形变场地内进行土壤氡浓度变化的观测试验,两年多来的资料表明:氡浓度变化与气象参数变化有密切的相关性,氡含量有明显的夏高冬低的年周变化规律;土层中钍射气(~(220)Rn)能造成探片明显干扰,钍射气在6～8月间活动能力最强;断层带上的测孔比偏离断层测孔氡含量高,变化幅度大;断层带上的测孔氧含量变化与炉霍、道孚、甘孜一带小震活动似有一定对应关系。本文提出了一种氡载气流运移模式,可获得震前土壤氡明显前兆变化,但观测孔应满足构造条件、运移条件、氡物质来源条件。此外该技术能确定隐伏断层位置和走向以及断层活动性,为地震地质研究提供依据。     

日本神户地震前的地下水氡异常

在１９９５年１月１７日兵库县南部地震之前数个月，地下水中的氡浓度增加了。从１９９４年１０月下旬观测开始，到１９９４年１２月底，氡浓度增加了约４倍。在１月８日，即神户地震前９天，氡浓度开始降低产达到比观测开始时高１０倍多的一个峰值。这些氡值变化可能是这次灾难性地震的前兆现象。     

AlphaGUARD P2000便携测氡仪在地震观测中的应用与实验研究

目前用于地下水中氡浓度观测的仪器,特别是模拟氡观测仪器的更新换代相当缓慢,且普遍采用的FD-105K型静电计和FD-125型氡钍分析器均采用人工鼓泡、读数,存在一定的人为误差。经实验研究认为AlphaGUARD P2000便携测氡仪完全采用自动鼓泡和读数,可避免人工操作带来的误差,提高水氡观测质量,利于捕捉地震异常信息。同时,AlphaGUARAD P2000便携测氡仪携带方便、自带电源、操作简单,可用于野外观测、异常核实和土壤氡的测量,拓展地震地下流体中氡的观测范围。     

地震氡观测仪检测平台的设计初探

地震氡观测仪检测平台是"十三五"地震地下流体学科观测仪器检测平台的重要组成部分,是地震流体学科第一个检测平台。本文对其设计理念、建设内容进行介绍。平台校准单元设计符合《测氡仪检定规程JJG825-2013》技术要求,氡浓度的测量范围达到800～15 000Bq/m3,扩展不确定度达到8%(k=2),72h稳定性优于5%,检测单元设计将承担新研发仪器和复检仪器的性能检测与质量评估工作。整个平台建成后,将满足全国正在运行的地震氡观测台网300多项氡观测仪的校准需求,为每年30～50套氡观测仪提供更新或新建氡观测台站的仪器提供性能检测服务,保证地震行业氡观测质量。     

呼和浩特地区隐伏断层土壤气氡、 汞地球化学特征

根据呼和浩特地区隐伏断层土壤气中氡、 汞的浓度, 探讨了断层的气体地球化学特征及其确定隐伏断层的方法。 在呼和浩特地区8条测线上进行了土壤气中氡、 汞浓度野外现场测量, 共2014个测点。 测量结果表明: 土壤气中氡浓度背景值为2238.7～3715.4 Bq/m³, 土壤气汞浓度背景值为21.1～79.4 ng/m³。 在8个地球化学剖面中有7个在断层带上发现了异常, 其土壤气氡、 汞异常强度一般是背景值的1.7～10.3倍。 根据断层带上土壤气氡、 汞异常特征确定了断层的具体位置。 土壤气氡、 汞测量是隐伏断层探测中非常有效的手段。     

地下水逸出氡和溶解氡观测系统的合理设计

本文依据大量观测事实并参考前人所做的工作,对地下水中逸出氡和溶解氡观测系统合理设计进行了深入细致的分析和讨论。研究结果表明,观测系统设计中应注意的主要问题是观测井口装置中主支管空间位置的合理设计、逸出气“集气腔”的大小以及气体(包括自由气体和逸出气体)与液体的分离程度等。根据上述几点并结合井孔自身的不同条件,本文设计出了两种比较合理的井口装置模型,该模型的设计对今后逸出氡和溶解氡观测系统的改造和完善具有现实意义。     

与南冰岛地震带2006年6月地震序列相关的氡变化

基于冰岛南部地区长达数世纪的地震活动模式,事先预测了该区转换型板块边界处的一个地震序列。该地震序列包括2000年6月的2个6．5级地震。从1999年开始的钻孔水中氡的监测表明氡的变化和这些事件具有明显、一致的相关性。在覆盖震中的50km×30kin范围内,总计有7个采样站。这些站点显示了一致的变化模式,可识别出4种变化类型：1）震前氡下降,震前的101～167天观测到异常低值。2）震前上升．6个台站的时间序列在震前40～144天出现峰值。3）同震阶跃,极可能和在整个区域内观测到的地下水压力的同震变化有关。4）震后回归,大约3个月后,氡的值恢复到震前水平,与地下水的压力变化同时发生。     

捷克地下储存系统基岩的不稳定性问题（英文）

地下储存系统在全球范围内在地热能、或放射性废物处置方面正用于天然气(CH_4)地质储存、CO_2地质处置。我们引入一个复杂的方法检测在深地质地下储存库基岩不稳定性所带来的风险。有关地下空洞引起的基岩不稳定性的研究和讨论了许多年。在捷克的波希米亚地块(中欧)在地质和构造上均很复杂。长期的地质和采矿研究,自然和诱发地震、氡的放射,和花岗岩的性质为在捷克放射性废物处置的潜在存储地提供了有用的信息。另外,捷克,140 Bq m~(-3)平均浓度氡是世界上平均氡浓度最高的。基岩不稳定性可能从微观特征的出现,如粒度、矿物的取向,和微裂缝。任何地下储存设施的建设必须考虑储存的物质和地质背景。在捷克,花岗岩和花岗岩是最好的地下储存地。微裂缝网络与及其迁移是岩石特殊情况,其变化甚大。此外,基质的孔隙度也影响岩石的机理。任何地下存储网络位置的选择必须十分仔细。作者认为,一个特定地点研究一组复杂的参数要从微观到宏观,岩石类型以确保在施工、操作过程中以及封闭后存储仍然是安全的,稳定的。