В основе методов количественного определения аэрозолей в воздухе, в том числе и радиоактивных веществ лежит или косвенныйспособ, когда предварительно извлекают частицы из газовой среды с последующим исследованием их, или прямой метод изучения радиоактивности радионуклида в определенном объеме газовой среды. Методы, при которых твердая или жидкая фаза отделяется от газовой среды, чаще всего основаны на седиментации, фильтрации, инерционном и электростатическом осаждении. Прямой метод предполагает использование проточных ионизационных камер, счетчиков или камер, в которые отбирается для исследования определенный объем воздуха. Наиболее распространенным методом исследования содержания радиоактивных аэрозолей в воздухе является косвенный метод, что в первую очередь обусловлено необходимостью определения малых объемных активностей, для которых чувствительность прямых методов недостаточна.
При седиментационном методе определения содержания в воздухе аэрозолей седиментация происходит из неограниченного объема, поэтому результаты исследования выражаются в числе или массе частиц, осевших на единице площади за определенное время. Седиментационные методы позволяют определять частицы размером от 1 до 30 мкм. Данный метод используется при контроле за уровнем радиоактивных выпадений из атмосферного воздуха. Отбор проб в этом случае осуществляется при помощи кювет и других емкостей (банки, баки и т. п.). Следует отметить, что на степень осаждения радиоактивных веществ значительное влияние оказывают аэродинамические условия отбора проб. Поэтому точки для сбора осадков должны быть постоянными.
Для сбора атмосферных осадков, как правило, применяют кюветы с предварительно нанесенным на их дно тонким слоем глицерина. Сроки экспозиции при отборе проб осадков зависят в первую очередь от уровня радиоактивности атмосферы и количества осадков. Обычно кюветы выставляются на сроки, превышающие один месяц.
После экспозиции из кювет сливают атмосферные осадки, а их поверхность протирают сухими марлевыми салфетками. Слив помещают в фарфоровую чашку и выпаривают. Марлевые тампоны озоляются при температуре не более 400—500°С. В дальнейшем полученные осадки и зола смешиваются и подвергаются исследованию в зависимости от поставленных задач (радиометрические исследования, радиохимические, спектрометрические и т. д.).
При контроле содержания радиоактивных веществ в воздухе широкое применение нашли аспирационные методы отбора проб.
Все возможные условия отбора проб при помощи этого метода можно условно разделить на пять групп:
Принципиальные схемы отбора проб воздуха аспирационным методом для перечисленных условий представлены на рис. 6.2, 6.3.
На рис. 6.2 показана схема отбора проб на открытых участках и в производственных, вспомогательных и других помещениях. Эта схема состоит из аспиратора, фильтра с фильтродержателем и расходомера.
Рис. 6.2. Схема отбора проб на открытой местности
Рис. 6.3. Схема отбора проб из объемов, находящихся при нормальных условиях или под разряжением
Рис. 6.4. Фильтры, экраны и держатели для отбора проб
При отборе проб из замкнутых объемов, находящихся в условиях нормального барометрического давления (или под разряжением), воздух или газ, забираемый из исследуемого объема (см. рис. 6.3), проходит пробоотборную трубку, специальный «закрытый» аллонж с фильтром, расходомер и аспиратор.
Отбор проб из замкнутых объемов, находящихся под давлением, предполагает возможность сбрасывания исследуемого воздуха в атмосферу или возвращение его в исследуемый объем, находящийся под давлением.