室內空氣氡濃度數(shù)據(jù)處理軟件的開發(fā)

潘宏洲 李元龍

摘 ?要：氡氣是一種放射性氣體，當室內的氡氣被吸入體內時，氡發(fā)生了衰變并釋放出阿爾法粒子，對人體的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷（傅源 李鋒，2009）。因而對于室內氡的研究得到了廣泛關注。而大多數(shù)對室內氡的數(shù)據(jù)處理與分析、評價方法則停留在人工計算上，重復計算大量數(shù)據(jù)，費時費力，可視化程度低且不能及時將得到的結果應用到研究中。所以有必要開發(fā)出室內氡濃度處理與分析軟件評價室內氡濃度分布及其變化情況，研究如何降低室內的氡濃度從而減少人體受到室內氡輻射。在以上任務的要求下，對室內氡濃度處理與分析軟件的開發(fā)做了前期調研，設計。設計出了兩大模塊：分析模塊和劑量控制模塊：分析模塊用于處理和分析室內氡濃度變化并能高度可視化顯示出來，劑量控制模塊將室內氡濃度換算為人體受到的年均有效劑量。經(jīng)驗證，開發(fā)出的氡濃度處理與分析軟件能顯著減少手工勞動強度，提高數(shù)據(jù)分析的效率和準確性。有利于更快對各種影響因素進行分析和討論，對大面積氡測量數(shù)據(jù)的分析和解釋與氡濃度數(shù)據(jù)處理具有一定的指導意義。

關鍵詞：室內氡;Python;數(shù)據(jù)可視化

1室內空氣氡濃度評價軟件設計

1.1 開發(fā)平臺與編程環(huán)境

1.1.1 室內空氣氡濃度評價軟件開發(fā)平臺

1.計算機配置：

操作系統(tǒng)：Microsoft Windows 7 Service Pack 1 64 Bit;

CPU型號：Intel（R）Core（TM）i5-4210M CPU @ 2.60GHz;

安裝內存：DDR3L 8.00GB;

2.開發(fā)語言：python;

3.集成開發(fā)環(huán)境：pycharm，Eric;

4.GUI用戶界面設計：Qt;

5.繪圖模塊——Matpolitlab。

1.2 設計原理介紹

1.2.1 軟件總體功能模塊設計

在調研了有關測氡數(shù)據(jù)軟件文獻資料后，對室內空氣氡濃度評價軟件的開發(fā)確定了以下思路：1.采用合理算法對室內空氣氡濃度進行計算并分析;2.將處理結果繪制成散點圖、折線圖、三維圖等使得數(shù)據(jù)能高度可視化;3.測得的室內空氣氡濃度換算為人體年均有效吸收劑量，從而更方便地提出劑量控制建議（郭俊麗 等，2005）。

根據(jù)以上思路設計出如圖1-1所示的軟件模塊結構。

此軟件中主要有兩大模塊：數(shù)據(jù)分析模塊和標準控制模塊，如圖3-1所示的對室內氡濃度數(shù)據(jù)進行時間分析和位置分析，并對室內氡濃度數(shù)據(jù)進行季節(jié)修正，最后換算成人體所受到的年均有效吸收劑量。

2 數(shù)據(jù)分析

2.1 讀取文件

對FD216測氡儀中導出的Excel文件進行讀取操作，顯示到軟件界面。在登錄過后，選擇打開文件，則在軟件中顯示界面如圖2-2：

2.2 時間分析

導入文件之后，對文件中所測得的數(shù)據(jù)進行處理，直觀選擇需要分析的某一天，室內空氣氡濃度與所測得的點的分布情況，加以匯總分析。

1.顯示某一天的分布情況

2.自主選擇需要分析的單獨點在某月的變化情況

經(jīng)過計算后，特定點位展現(xiàn)出這個月內變化情況如圖2-4。

3.自主選擇任意四點在特定年度變化對比

如圖2-5，選擇4個點位后，在特定年分內的氡濃度繪制成二維多層次直方圖，就能直觀對比出四個點室內空氣氡濃度年內變化情況。

2.3 標準控制

依據(jù)GB/T 16146-2015，為獲得與年均氡濃度接近的結果，應進行3～12個月的長期測量，以排除月份和季度變化帶來的影響，而通常對少于6個月的測量需要進行如圖2-6所示的季節(jié)修正。

在劑量評估時，通常假設在室內的年停留時間為7000h。在室內空氣氡濃度一定和其他量不變的情況下，減少室內停留時間可以成比例地降低吸入氡及其子體造成的年有效吸收劑量。室內停留時間的選擇，取決于所選定的劑量控制要求和室內空氣氡濃度的實際水平。

修正后如圖2-7所示，每個點的氡濃度換算成為了人體受到的年均有效吸收劑量，繪制成直方圖展示。

結論：

經(jīng)過后續(xù)多次對不同類型的測量數(shù)據(jù)的分析處理及評價驗證，本次開發(fā)出的這款空氣氡濃度分析處理軟件能大幅度減少作業(yè)人員在數(shù)據(jù)處理階段的手工勞動強度。而且，測量的數(shù)據(jù)量越大，周期越長，則本軟件對數(shù)據(jù)分析的效率和準確性的改善能力就更明顯。這有利于研究人員能夠更快對各種影響因素進行分析和討論，對大面積氡測量數(shù)據(jù)的分析和解釋與氡濃度數(shù)據(jù)處理具有一定的指導意義。本次軟件開發(fā)達也到最初目標。

參考文獻

[1] ?傅源，李鋒.室內空氣質量的研究[J].污染防治技術，2009（6）：74-76.

[2] ?郭俊麗，楊浩.測氡數(shù)據(jù)軟件的設計[A].物探與化探，2005，29（6）GB/T16146–2015.室內氡及其子體控制要求[S].北京.中國標準出版社，2015.

作者簡介：潘宏洲，男，1984出生，廣西南寧人，本科，就職于四川省地質礦產勘查開發(fā)局成都綜合巖礦測試中心（國土資源部成都礦產資源監(jiān)督檢測中心），輻射檢測實驗室主任。主要從事電磁輻射及電離輻射檢測與評價。