有了校準(zhǔn)平臺(tái),氡觀測(cè)儀預(yù)測(cè)地震更準(zhǔn)
氡地震檢測(cè)校準(zhǔn)平臺(tái)受訪者供圖
7月18日至21日,科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者隨全國(guó)人大常委會(huì)防震減災(zāi)法執(zhí)法檢查小組赴江西考察,參觀了2016年建成的地震行業(yè)首個(gè)氡平臺(tái)。該平臺(tái)由氡觀測(cè)儀校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和氡觀測(cè)儀檢測(cè)(比測(cè))實(shí)驗(yàn)室兩部分組成,分別設(shè)在江西省地震應(yīng)急指揮中心和九江地震臺(tái)。校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室以東華理工大學(xué)自主研制的氡室為檢定裝置,配備國(guó)際認(rèn)可的PQ2000PRO作為傳遞溯源儀器,向上溯源至中國(guó)計(jì)量院的國(guó)家一級(jí)氡計(jì)量基準(zhǔn),向下傳遞到各觀測(cè)點(diǎn)。檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室有氡平臺(tái)團(tuán)隊(duì)自主設(shè)計(jì)的水氣綜合處理系統(tǒng)、豁免級(jí)測(cè)氡儀校準(zhǔn)器、高低溫濕熱箱和步入式恒溫恒濕箱等一整套檢測(cè)系統(tǒng)。
記者了解到,校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和比測(cè)基地在2017年專家驗(yàn)收過(guò)程中得到肯定。但這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案最初遭遇的幾乎都是質(zhì)疑:“建立一個(gè)這樣的檢測(cè)平臺(tái),在地震局系統(tǒng)尤其是地下流體學(xué)科還是首次,技術(shù)難度及工程難度非常大?!?/p>
數(shù)百臺(tái)測(cè)氡儀監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)參差不齊
氡氣是一種惰性氣體。研究發(fā)現(xiàn),地震前巖石中氡值會(huì)有明顯變化,就此可對(duì)地殼活動(dòng)作出研判?!凹僭O(shè)地震前地下裂隙發(fā)生錯(cuò)動(dòng)擠壓,地下水隨之冒上來(lái),我們?nèi)〕龅叵滤?,再使水中的氡氣脫離并對(duì)氡值進(jìn)行測(cè)量,最終可預(yù)測(cè)地震?!本沤卣鹋_(tái)負(fù)責(zé)人肖健接受記者采訪時(shí)介紹了氡觀測(cè)儀的原理。
氡觀測(cè)是國(guó)際上普遍認(rèn)可的地震監(jiān)測(cè)手段之一,也是我國(guó)地震觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)中最重要的測(cè)項(xiàng)之一。目前,我國(guó)地震前兆氡觀測(cè)網(wǎng)有300多個(gè)氡測(cè)點(diǎn),測(cè)氡儀數(shù)百臺(tái)。地震行業(yè)氡觀測(cè)儀主要采用固體氡源進(jìn)行校準(zhǔn),其觀測(cè)數(shù)據(jù)在監(jiān)測(cè)區(qū)域地球物理場(chǎng)變化中發(fā)揮著重要作用。但固體氡源屬國(guó)家嚴(yán)格監(jiān)管的放射類源,存在運(yùn)輸不便、操作嚴(yán)格等問(wèn)題,造成氡觀測(cè)儀無(wú)法實(shí)現(xiàn)全國(guó)統(tǒng)一校準(zhǔn),嚴(yán)重影響觀測(cè)資料質(zhì)量?!暗卣鹦袠I(yè)監(jiān)測(cè)儀器一直面臨設(shè)備老化、穩(wěn)定性和可靠性較差的問(wèn)題,觀測(cè)的數(shù)據(jù)都不準(zhǔn)確,談何地震預(yù)測(cè)呢?”肖健稱,“由于監(jiān)測(cè)儀器標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,A地區(qū)測(cè)出的氡氣含量100Bq/L可能跟B地區(qū)測(cè)出的50Bq/L是一回事。測(cè)出的數(shù)據(jù)應(yīng)該形成一張氡觀測(cè)網(wǎng),能在標(biāo)準(zhǔn)一致的前提下相互比對(duì),不然觀測(cè)就沒(méi)有意義?!?/p>
儀器穩(wěn)定可靠是獲取準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的第一步,進(jìn)而為地殼活動(dòng)的研判提供依據(jù)。我國(guó)環(huán)保部門、國(guó)土資源部門、核工業(yè)等建有滿足本行業(yè)需求的氡觀測(cè)技術(shù)檢測(cè)平臺(tái)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)氡室,主要服務(wù)于大氣、環(huán)境、地表水或鈾礦探測(cè)等非連續(xù)氡觀測(cè)設(shè)備的檢測(cè)與校準(zhǔn)。而地震行業(yè)氡儀器主要是對(duì)深層地下水(或溫泉)、斷裂帶氣體等氡濃度連續(xù)觀測(cè),具有濃度高、量值變化范圍寬、樣品濕度大等特點(diǎn),行業(yè)外氡室難以滿足地震氡觀測(cè)臺(tái)網(wǎng)高精度氡儀器的校準(zhǔn)需要。因此地震行業(yè)需要開展各類測(cè)氡儀器的中試、入網(wǎng)性能檢測(cè)、脫氣裝置效能檢驗(yàn)等工作,統(tǒng)一觀測(cè)儀器的標(biāo)準(zhǔn)。
職能好比汽車質(zhì)檢中心
肖健告訴記者,檢測(cè)平臺(tái)負(fù)責(zé)給儀器質(zhì)量把關(guān)?!拔覀兊穆毮芎帽绕囐|(zhì)量檢測(cè)中心,目的在于檢測(cè)氡觀測(cè)儀有沒(méi)有毛病?!比绻粶y(cè)試的儀器與標(biāo)準(zhǔn)儀器數(shù)據(jù)統(tǒng)一,就能發(fā)往全國(guó)。同時(shí),檢測(cè)平臺(tái)也對(duì)與標(biāo)準(zhǔn)儀器存在相對(duì)差的觀測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)和比測(cè),儀器所測(cè)出的數(shù)據(jù)就變得穩(wěn)定、可靠。此外,儀器有生老病死,老化儀器維修后也要進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)。
據(jù)悉,九江地震監(jiān)測(cè)氡觀測(cè)儀器檢測(cè)平臺(tái)的地下自流水系統(tǒng)能滿足監(jiān)測(cè)、檢測(cè)、生活三種用水需求,且互不干擾。其中,監(jiān)測(cè)用水直接通過(guò)井管底部接出,供地下流體監(jiān)測(cè)設(shè)備使用,數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳到中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心;檢測(cè)用水從井管上部導(dǎo)水口流入恒流裝置,在穩(wěn)流區(qū)經(jīng)過(guò)三次緩流后液面基本穩(wěn)定,最后進(jìn)入供水區(qū),通過(guò)三路水管接到檢測(cè)單元,用于檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)。恒流裝置穩(wěn)流后多余的水流入儲(chǔ)水箱,供臺(tái)站生活使用。
九江地震臺(tái)工程師黃仁桂稱:“作為完整的觀測(cè)系統(tǒng),地震氡觀測(cè)由觀測(cè)儀器、恒流、脫氣、集氣裝置等構(gòu)成,每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響?!?/p>
“檢測(cè)平臺(tái)目前檢測(cè)的內(nèi)容包括檢測(cè)準(zhǔn)確度、設(shè)備可靠性、環(huán)境適應(yīng)性?!秉S仁桂介紹道,人通過(guò)驗(yàn)血檢查身體的異常,氡觀測(cè)儀器則通過(guò)觀察水氡來(lái)監(jiān)測(cè)地殼異常。工程師李雨澤稱,他們?cè)O(shè)定了三個(gè)氡的濃度值,待水流穩(wěn)定后進(jìn)行氡測(cè)量。通過(guò)在三種濃度間切換來(lái)測(cè)量氡檢測(cè)儀器的響應(yīng)時(shí)間,響應(yīng)速度太慢就要維修或被淘汰。(代小佩)
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