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校准平台保证氡观测仪更准地预测地震

2016年建成的地震行业首个氡平台由氡观测仪校准实验室和氡观测仪检测(比测)实验室两部分组成,分别设在江西省地震应急指挥中心和九江地震台。校准实验室以东华理工大学自主研制的氡室为检定装置,配备国际认可的PQ2000PRO作为传递溯源仪器,向上溯源至中国计量院的国家一级氡计量基准,向下传递到各观测点。检测实验室有氡平台团队自主设计的水气综合处理系统、豁免级测氡仪校准器、高低温湿热箱和步入式恒温恒湿箱等一整套检测系统。校准实验室和比测基地在2017年专家验收过程中得到肯定。但这个系统的设计方案最初遭遇的几乎都是质疑:“建立一个这样的检测平台,在地震系统尤其是地下流体学科还是首次,技术难度及工程难度非常大。”

氡气是一种惰性气体。研究发现,地震前岩石中氡值会有明显变化,就此可对地壳活动作出研判。“假设地震前地下裂隙发生错动挤压,地下水随之冒上来,我们取出地下水,再使水中的氡气脱离并对氡值进行测量,最终可预测地震。”九江地震台负责人肖健介绍了氡观测仪的原理。氡观测是国际上普遍认可的地震监测手段之一,也是我国地震观测台网中最重要的测项之一。目前,我国地震前兆氡观测网有300多个氡测点,测氡仪数百台。地震行业氡观测仪主要采用固体氡源进行校准,其观测数据在监测区域地球物理场变化中发挥着重要作用。但固体氡源属国家严格监管的放射类源,存在运输不便、操作严格等问题,造成氡观测仪无法实现全国统一校准,严重影响观测资料质量。“地震行业监测仪器一直面临设备老化、稳定性和可靠性较差的问题,观测的数据都不准确,谈何地震预测呢?”肖健称,“由于监测仪器标准不统一,A地区测出的氡气含量100Bq/L可能跟B地区测出的50Bq/L是一回事。测出的数据应该形成一张氡观测网,能在标准一致的前提下相互比对,不然观测就没有意义。”仪器稳定可靠是获取准确数据的第一步,进而为地壳活动的研判提供依据。我国环保部门、国土资源部门、核工业等建有满足本行业需求的氡观测技术检测平台及相关标准氡室,主要服务于大气、环境、地表水或铀矿探测等非连续氡观测设备的检测与校准。而地震行业氡仪器主要是对深层地下水(或温泉)、断裂带气体等氡浓度连续观测,具有浓度高、量值变化范围宽、样品湿度大等特点,行业外氡室难以满足地震氡观测台网高精度氡仪器的校准需要。因此地震行业需要开展各类测氡仪器的中试、入网性能检测、脱气装置效能检验等工作,统一观测仪器的标准。

肖健介绍说,检测平台负责给仪器质量把关。“我们的职能好比汽车质量检测中心,目的在于检测氡观测仪有没有毛病。”如果被测试的仪器与标准仪器数据统一,就能发往全国。同时,检测平台也对与标准仪器存在相对差的观测仪进行校准。经过校准和比测,仪器所测出的数据就变得稳定、可靠。此外,仪器有生老病死,老化仪器维修后也要进行检测和校准。

据悉,九江地震监测氡观测仪器检测平台的地下自流水系统能满足监测、检测、生活三种用水需求,且互不干扰。其中,监测用水直接通过井管底部接出,供地下流体监测设备使用,数据实时传到中国地震台网中心;检测用水从井管上部导水口流入恒流装置,在稳流区经过三次缓流后液面基本稳定,最后进入供水区,通过三路水管接到检测单元,用于检测和实验。恒流装置稳流后多余的水流入储水箱,供台站生活使用。

九江地震台工程师黄仁桂称:“作为完整的观测系统,地震氡观测由观测仪器、恒流、脱气、集气装置等构成,每个环节都会对观测数据产生影响。”

“检测平台目前检测的内容包括检测准确度、设备可靠性、环境适应性。”黄仁桂介绍说,人通过验血检查身体的异常,氡观测仪器则通过观察水氡来监测地壳异常。工程师李雨泽称,他们设定了三个氡的浓度值,待水流稳定后进行氡测量。通过在三种浓度间切换来测量氡检测仪器的响应时间,响应速度太慢就要维修或被淘汰。(转自中国经济网)

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