氡是惰性、气态、放射性元素,具有很强的迁移活动性,在空气环境中呈气相迁移,很容易通过呼吸道进入人体。氡被吸入后可进一步衰变释放出α射线,过量的α射线对机体造成内照射而损害人体健康。

由于空气的流动性,室外氡被稀释,浓度很低,但在密闭的环境中,尤其是地下工程环境,氡将逐渐积累。在干燥条件下,地层中的铀、镭、钍等从地面悬浮进入空气,形成放射性气溶胶,衰变产生氡而污染空气。在建筑材料和装潢材料等介质中,氡的释放同样成为了生活环境中氡的主要来源之一,也是“氡问题”存在的前提条件之一。随着核工业的发展和新工艺的推广,氡对环境的放射性污染可能性越来越大,氡自身固有的迁移不是扩散,而是以纵向迁移为主,且具有较强的向上迁移能力。因此,对氡进行气相的采样、测定更具有卫生学意义。

国内外研究建立了环境空气中氡的一些测量方法,主要是物理测定方法,包括闪烁室法、α径迹蚀刻法、活性炭盒法、双滤膜法、气球法、电离室法、静电收集法和驻极法等,我国制定的环境空气中氡的标准测量方法GB/T 14582—1993中,采用了α径迹蚀刻法、活性炭盒法、双滤膜法、气球法,2007年我国对GB/T 14582—1993进行了修订。根据方法的优缺点,新标准中保留了原标准方法中的α径迹蚀刻法、活性炭盒法,去掉了其他两种方法；增加了脉冲电离室法和静电收集法。

可以进行环境水平氡浓度的长期累积测量,直接得到被测场所氡的年平均浓度,能够长久记录并保持α辐射的照射信息,从而避免了由于时间、气象因素变化所带来的影响。该方法适用于大批量样品的采集和集中处理与测读,并且方法稳定,测量结果重现性好,但是需要人工使用显微镜测定固相径迹,径迹蚀刻和测读反复,不能快速得到测量结果。对γ和β射线不敏感。

利用活性炭对惰性气体有强吸附力的特点来测氡的一种方法。氡衰变时,新生子体便沉积在活性炭盒内,再用γ谱仪测量活性炭盒层中氡子体特征γ射线峰（或峰）强度,此方法代表性较好,适用于环境大面积布样测量,并且取样干扰较小,成本低,但是湿度和温度对活性炭的吸附性能影响较大,不适合在室外湿度较大环境中使用。

空气经过滤材料进入电离室,在电离室灵敏区中氡及其衰变产物衰变发出的α粒子使空气电离,产生大量电子和正离子,在电场的作用下这些离子向相反方向的两个不同的电极漂移,在收集电极上形成电压脉冲或电流脉冲,这些脉冲经电子学测量单元放大后记录下来,从而反映氡浓度的大小。该方法灵敏,稳定,但受气压效应影响较大。

基于测定氡子体放出的α粒子来计算氡的含量。该方法不受大气压力变化的影响,现场可以得到测量结果,也可以连续监测环境氡浓度的变化,但静电场受空气湿度的影响较大,采样测量中要除湿或修正湿度的影响。也有采用活性炭吸附—液体闪烁累积方法相结合来测量室内氡气辐射浓度的相关报道。

上述几种方法,都是针对氡及其子体核辐射,应用相应的物理学原理,通过采集、测定α或γ射线的强度达到测定空气中氡含量的目的。其优点是可直观读取射线的强度值,通过射线的强度来判定氡浓度值,进一步判断氡辐射造成的影响等。但是,这些方法存在以下共同的缺点：①采样、测定过程中,检测人员的健康受到现场辐射的危害；②采样检测结果,受气流等因素的影响大,需要在密闭（关门、关窗）条件下采样、测定,其结果难以反映现场辐射的真实情况；③方法是在一种条件（气流等）下进行采样、测定,其结果无法反映同一环境中氡辐射对不同群体的辐射危害；④方法只用α、γ辐射线的强度反映氡的浓度大小,无放大测定原理,难以测定人们长期生活的环境中低浓度的氡。

α径迹蚀刻法是环境空气中氡的标准测量方法,具有可以进行环境水平氡浓度的长期累积测量,直接得到被测场所氡的年平均浓度,能够长久记录并保持α辐射的照射信息,从而避免了由于时间、气象因素变化所带来的影响等特点,其优点是价格低廉,小型无源,径迹稳定,可存档备查；适于大规模的氡水平调查。能进行长期平均氡浓度测量。但该方法具有较大的固有精度误差,特别是在浓度较低、探测器被计数的面积较小时更是如此；方法人工应用显微镜测定径迹,径迹计数易产生误差；探测器在测量杯中的位置和测量杯的体积对灵敏度的影响较大,且不能快速得到测量结果。

近年报道了一种固相核径迹无线传感测定氡的新方法,通过在磁弹性金属片上涂上一层聚甲基丙烯酸酯（PMMA）膜构建了用于测定氡的磁弹性传感器,利用氡发射的α粒子碰撞传感器上的PMMA膜产生潜在的核径迹,经化学蚀刻处理后,潜在的核径迹扩大并使传感器发生质量损失,导致传感器发生共振频率的变化,从而对氡进行定量测定。该方法在固相核径迹的基础上,研究出简便易行的检测核径迹技术,为快速测定核径迹提供了方便,方法新颖。

文献报道了应用热导检测器测量氩、氪、氙、氡在气相色谱中的分离效果,考察了柱流量对分离度的影响。

现代仪器化学分析法主要包括光度分析法、电化学分析法、质谱分析法和色谱学分析法几大类。目前,有关氡等放射性元素的化学分析方法主要涉及了前三类方法,主要应用了铀、氡可以形成稳定的有色化合物、特有的催化功能和释放出来的α、γ射线的引发剂特性,通过测定氡参与反应的产物的光度值变化、或电化学性能的变化实现检测氡的目的。这些方法的不足之处是：①现场采样时,检测人员遭遇现场氡的辐射；②实验室测定时,需要使用放射性标准物质,存在放射性物质的污染和危害；③光度法测定方法灵敏度有限；④电化学法特别是传感器法稳定性差、重复性较差。无线传感方法研究还刚刚起步,铀和氡的无线传感器检测新方是一种典型的电化学传感器测定方法,如果进一步提高了无线传感电化学测定方法自身的稳定性和重复性,无线传感技术有可能呈现出测定氡的应用价值。新近报道的气相色谱法应用热导检测器检测氡,方法灵敏度受到限制,并且方法需要配制氡的标准气体、还必须将现场氡污染空气样品带入实验室,气体进样测定,整个采样、检测过程中,操作人员和实验室受到氡的危害。因此,建立一种可以避免氡的辐射污染,可以自动、灵敏、准确测定氡的新方法具有重要意义。

²³⁸铀衰变形成镭,镭衰变产生 ²²²氡。氡再经过八次衰变成为稳定的 ²⁰⁶铅,其简单的衰变链可描述为：

也就是说,氡辐射α、β射线后,转变成为稳定子体铅。本课题组根据氡的衰变特性,用硝酸采集氡的稳定子体铅,氧化成为铅离子后进行检测,根据对子体铅的采集、分析,实现对放射性无机气体氡的“采样”“检测”,建立了几种“基于Pb ²⁺催化动力学特性的氡光谱学检测新方法新技术”。

新方法的研究原理、实验方法具有先进性,创新性强：

1.突破长期应用α、β射线检测氡的方法,提出应用氡的最终稳定子体铅进行氡的研究；

2.依据氡辐射剂量与子体铅的化学关系,应用铅离子的催化动力学光度研究理论,建立了“基于铅离子催化光度特性的氡辐射检测新方法”。

3.由于催化动力学的交叉应用,使放射性物质氡的研究形成了很多新优势,方法灵敏度高,重复性好,操作简便、快速,分析成本低等。由于是应用催化动力学分析方法,检测方法的灵敏度可以突破原始光度法的限制,稳定性和重复性将较氡的电化学传感器等检测方法显示出明显的优势。

4.检测人员可以全程脱离氡的放射性危害。本项目的采样方法,只需工作人员放置和收回采样器,采样时不需要持续接触现场、不使用放射性物质,避免了氡的危害。采样器简单易制,成本低,根据检测目的和现场状况的需要,可以制备成大小不一、形状各异的式样,采集开放式现场、密闭场所、体表和体内的辐射强度。进行检测时,因本方法不是直接检测氡及其子体,也不是检测其发出的α、β、γ射线,而是通过检测其辐射最终产物的光谱信息,间接检测氡的含量,因而实验室不存在使用氡的标准溶液等放射物质,只要本研究成功建立氡含量与被测产物含量之间的数学模型,实际检测中,检测人员可以全程脱离氡的放射性危害。