化学家发掘氡和钍射气或可以用来预测地震

作者:数理科学

外媒报道,科学家发现氡和钍射气或可以用于预测地震。这种组合的浓度被认为在地震发生前会出现变化,根据它们的示值来预测地震。来自韩国的科研团队对这个组合物质的浓度进行了监控,发现在日本2011年的3.11地震前夕,2月份的钍射气浓度出现峰值,而氡也在2月份达到顶峰。根据研究人员的建议,2月份观测到的氡和钍射气异常峰可能是3月份大地震的前兆。虽然预测地震是地球物理学的圣杯,但科学家一直从各个方面对预测地震展开研究。

韩国科学家发现预测地震的新方法

热卖测氡仪氡的概述化学元素氡又称之为氡,是一种化学元素。氡通常的单质形态是氡气,为无色、无嗅、无味的惰性气体,具有放射性。氡的化学反应不活泼,氡也难以与其他元素发生反应成为化合物。氡没有已知的生物作用。因为氡是放射性气体,当人吸入体内后,氡发生衰变的阿尔法粒子可在人的呼吸系统造成辐射损伤,引发肺癌。而建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖砂、水泥及石膏之类,特别是含放射性元素的天然石材,最容易释出氡。氡的来源通常称之为氡的,一般指的是222Rn,它的同位素220Rn称为钍射气219Rn又叫锕射气,他们的母体都是镭的同位素,分别对应226Ra、224Ra和223Ra,而子体都是钋、铅、铋等的同位素。三大天然放射系的简化衰变图注:括号内为α离子能量,单位MeV,包括号内指数为分支比。由于铀是自然界中分布最广泛的一种元素,人类的生产实践又改变了铀在自然界中的分布,使得环境大气中氡的来源多样化,主要来源于:大地、海洋、铀矿开采和提取、地下水油气载带、非铀矿产和建筑材料等的氡析出与氡释放。认识氡氡的特性氡在标准状态下是无色无味透明的单原子惰性气体,密度为9.73kg/m³。当温度下降到-65℃时变为液体,其密度为5.7X10³kg/m³,汽化热为4325cal/mol。温度进一步下降到-71℃时变成闪闪发光的橙黄色固体。氡气是天然放射性铀钍衰变系中镭同位素的衰变子体,本身亦具有放射性,放出一个α粒子,衰变成为氡子体, 其半衰期为3.825天。氡的测量可用来探寻铀钍矿床还可以用来勘探石油,在寻找清洁能源方面有重大意义。氡的危害氡也是导致居民肺癌发生的原因之一,是仅次于吸烟诱发肺癌的第二大因素。近十几年来, 世界卫生组织宣布人们所受到的天然辐射中50%是由环境中的氡气造成的,故目前氡气的测定已逐渐成为公众关心的话题。全面了解测氡仪器种类、原理及应用也为人们更加关注。随着我国经济的发展,住宅条件的改善,环境氡问题已越来越突出。自1995年开始,我国相继颁布了《住房内氡浓度控制标准》(GB/T 16146-1995)、《地下建筑氡及氡子体控制标准》(GB 16356-1996)、《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325-2001)、《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566-2001)、《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)和《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18870-2002)等控制氡的国家标准,对居室内和地下建筑内的氡浓度水平进行干预。从而促使环境空气中氡和氡子体的测量和控制得到了迅速的发展,各种新的测量方法和仪器被开发利用。要知道居室内的氡浓度是否超标,就必须进行氡浓度的准确测定。 现阶段主要是靠测氡仪来测定氡浓度。测氡仪的基本知识基本测量知识-放射性活度,氡的活度浓度1)放射性活度单位时间内核素衰变的次数叫放射性活度,其单位用Bq表示过去习惯用居里表示放射性活度单位, 现在已废除。换算关系为:1Bq=0.27×10Ci2)氡的活度浓度单位:单位体积中氡的活度叫做氡的活度浓度,因为氡气属于"稀有气体"它实际上在大气中占的比重极少,难用重量来表达所以我们不提"氡浓度"而提"氡的活度浓度"。1Bq/m-每立方米空气中含有1Bq氡气。3)常用的换算关系是:1Bq/L=1000Bq/m测氡仪的分类氡及其放射性子体的测量方法和测量仪器很多, 大约有30多种。1)按照测定场合的不同来分类分为土壤氡的测定方法、空气中氡的测定方法、水中氡的测定方法三类, 其中每类又包括多种方法。2)根据测氡目的不同、采取的方法不同利用测氡来探寻铀钍矿床、找石油、预报地震等, 与环境中或室内氡的测定, 所采用的方法就有所不同。3)按照测定同位素种类的不同来分类直接测量氡气本身、还是间接地测量氡的##代子体镭A(RaA;它就是Po)的放射性,这也是一种分类方法。4)根据采样方式不同来分类可以用泵抽取部分大气所谓" 抓样" 来测定, 或者可以采用无源式 等待氡气自己扩散到探测器上并累积一段时间后用探测器去分析。前者称做暖时法测量, 而后者称做累积法测量。氡及子体连续测量仪简介氡及子体连续测量仪为可携式"实时""连续"测量氡浓度/氡子体与总∂潜能浓度的多功能仪,为"主动式有源"采样结构,具有典型的优越性,可用于地下工程、矿山井下、旅游山洞、核设施场所、伴生铀矿系以及室内环境氡的测量、卫生监督与放射性检测评价,是一种寻找氡来源、氡治理、辐射安全评价等所必备的装置,符合辐射效应委员会就氡子体监测与氡剂量估算的应用研究要求。可即时给出结果,操作简单,携带方便,适合大规模的氡水平调查。

目前一种做法是对土壤和地下水中的某些物质突然升高进行分析,从中找出与地震可能有关的示踪物质。尽管许多被认为与地震有关的示踪物质被提出,比如氡,氯化物和硫酸盐,但是在地震发生前却很难进行监测,如何有效检测某些示踪物质的浓度也是个问题。氡是一个比较容易被监测的放射性气体,半衰期为3.82天,这使得其可能受到气象、潮汐的干扰。氡没有稳定的同位素,于是科学家找到了钍射气。

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凭借其仅仅56秒的半衰期进行示踪,一般情况下钍射气在洞穴等环境中处于非常低的含量。为了测试这个概念,韩国科研人员在韩国东部的一座洞穴中连续监测了13个月。这个洞穴形成于2.5亿年前,330米纵深,高度变化1至13米,通过隔离可以把外部气流分离,阻挡诸如洞穴地面风造成的干扰。

韩国科研人员在韩国东部的一座洞穴中连续监测了13个月,在2011年2月,科学家发现一次不寻常的峰值,而下个月日本就发生了里氏9.0级大地震

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