1.一种压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：试样箱(2)的上端连接有密封顶盖(3)，所述的试样箱(2)的下端连接有筒体底座(5)且所述的试样箱(2)与筒体底座(5)之间连接有多孔透气板(4)，所述的密封顶盖(3)的内部构成有集氡空间(35)，所述的筒体底座(5)的内部构成有缓冲空间(55)，顶盖空气加注模块(15)的出口和顶盖真空抽气模块(17)的进口经乙烯树脂管(20)与所述的密封顶盖(3)的所述的集氡空间(35)连接且所述的乙烯树脂管(20)上连接有第一精密数字气压表(13)，底座氮气加注模块(16)的出口和底座真空抽气模块(18)的进口与所述的筒体底座(5)的所述的缓冲空间(55)经乙烯树脂管(20)连接且所述的乙烯树脂管(20)上连接有第二精密数字气压表(14)，顶盖真空抽气模块(17)的出口和底座真空抽气模块(18)的出口经乙烯树脂管(20)与真空泵模块(19)连接。
2.根据权利要求1所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的试样箱(2)由有机玻璃制成，呈中空圆筒状；所述的试样箱(2)沿垂向对分为两个规格相同的半圆筒，且在该半圆筒起点和终点沿径向分别设置对称的纵向法兰(21)，并在所述的纵向法兰(21)的上部和底部分别设置对称的横向法兰(23)；所述的纵向法兰(21)和所述的横向法兰(23)分别设有第一连接孔(22)和第二连接孔(24)；使用螺栓(6)穿过所述的纵向法兰(21)上预留的所述的第一连接孔(22)将两者紧密连接，构成完整的圆柱状的所述的试样箱(2)，所述的纵向法兰(21)之间设有密封垫圈(8)；所述的试样箱(2)内与岩样(1)之间垫有一层由弹性橡胶制成的密封套(7)，其厚度略大于所述的试样箱(2)内径与所述的岩样(1)直径之差的一半。
3.根据权利要求2所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的密封顶盖(3)采用有机玻璃制成，呈中空圆筒状，所述的密封顶盖(3)上设有排气孔(31)、顶盖法兰(32)、第三连接孔(33)和连接气管(34)；所述的排气孔(31)共两个，对称设在密封顶盖(3)筒壁下缘，每个所述的排气孔(31)均配套有橡皮塞(12)；所述的密封顶盖(3)的筒体内径与所述的岩样(1)一致；所述的顶盖法兰(32)及其上预留的所述的第三连接孔(33)与所述的试样箱(2)的所述的横向法兰(23)及其上预留的第二连接孔(24)完全对应；所述的连接气管(34)为有机玻璃材质，从所述的密封顶盖(3)的中心位置插入，并使用有机玻璃胶将其与所述的密封顶盖(3)固接，其插入所述的集氡空间(35)内的部分均布密集微孔；所述的筒体底座(5)采用有机玻璃制成，呈中空圆筒状，内径与所述的岩样(1)直径相同；所述的筒体底座(5)带有底面，底面中心位置连有采用有机玻璃材质制成的连接管路(53)，在底面下设有多根实心有机玻璃柱(54)作为整个实验装置的支架；底座法兰(51)及其上预留的第五连接孔(52)与所述的多孔透气板(4)吻合。
4.根据权利要求2所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的多孔透气板(4)为有机玻璃材质，其外边缘轮廓与所述的试样箱(2)的所述的横向法兰(23)一致，并在对应位置设有第四连接孔(41)；在所述的多孔透气板(4)正中心与所述的岩样(1)横截面大小相同的区域内均布若干直径4mm～6mm的通气孔(42)。
5.根据权利要求1或2所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的顶盖空气加注模块(15)由充气泵(151)、干燥管(154)、第一微量调节阀(155)、第一微小数显流量计(156)以及第一阀门(152)、第二阀门(153)、第三阀门(157)、第四阀门(158)经乙烯树脂管(20)连接而成，所述的充气泵(151)的出口连接所述的第一阀门(152)，进口对空连接的所述的第二阀门(153)的出口和所述的第一阀门(152)的出口均与所述的干燥管(154)的进口连接，所述的干燥管(154)的出口一路与所述的第四阀门(158)的进口连接，一路与依次串联的所述的第一微量调节阀(155)、第一微小数显流量计(156)和所述的第三阀门(157)中的第一微量调节阀(155)的进口连接，所述的第三阀门(157)的出口和所述的第四阀门(158)的出口与所述的第一精密数字气压表(13)连接；所述的干燥管(154)内装满有无水CaSO4干燥剂。
6.根据权利要求1或2所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的底座氮气加注模块(16)由高压氮气瓶(161)、减压稳压阀(162)、第二微量调节阀(163)、第二微小数显流量计(164)及第五阀门(165)经乙烯树脂管(20)连接而成。
7.根据权利要求1或2所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的顶盖真空抽气模块(17)由第一滤尘器(172)、第一球型闪烁室(174)以及第六阀门(171)、第七阀门(173)、第八阀门(175)、第九阀门(176)经乙烯树脂管(20)连接而成，所述的第九阀门(176)与依次串联的所述的第六阀门(171)、第一滤尘器(172)、第七阀门(173)、第一球型闪烁室(174)和第八阀门(175)并联，一端与所述的第一精密数字气压表(13)连接，另一端与所述的真空泵模块(19)连接。
8.根据权利要求1或2所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的底座真空抽气模块(18)由第二滤尘器(182)、第二球型闪烁室(184)以及第十阀门(181)、第十一阀门(183)、第十二阀门(185)、第十三阀门(186)经乙烯树脂管(20)连接而成，所述的第十三阀门(186)与依次串联的所述的第十阀门(181)、第二滤尘器(182)、第十一阀门(183)、第二球型闪烁室(184)和第十二阀门(185)并联，一端与所述的第二精密数字气压表(14)连接，另一端与所述的真空泵模块(19)连接。
9.根据权利要求1或2所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置，其特征在于：所述的真空泵模块(19)由真空泵(191)和真空表(192)经乙烯树脂管(20)串联连接而成。
10.使用权利要求1所述的压差可调式射气岩石介质氡析出率测量装置的方法，其特征在于：包括对射气岩石介质氡析出率的测量及计算：
步骤1、先将顶盖空气加注模块(15)、顶盖真空抽气模块(17)、第一精密数字气压表(13)同密封顶盖(3)连接，再将底座氮气加注模块(16)、底座真空抽气模块(18)、第二精密数字气压表(14)同筒体底座(5)连接，然后将多孔透气板(4)与筒体底座(5)连接在一起，并将制备好的岩样(1)放置在多孔透气板(4)上，最后将试样箱(2)组装并与密封顶盖(3)及筒体底座(5)连接；实验组装过程中，将所有阀门关闭；
步骤2、打开第九阀门(176)和第十三阀门(186)，并开启真空泵(191)，3-5分钟后关闭第九阀门(176)和第十三阀门(186)，同时记录第一精密数字压力表(13)和第二精密数字压力表(14)显示的压力值；再将整个装置静置约20min，再次记录第一精密数字压力表(13)和第二精密数字压力表(14)显示的压力值；若两个精密数字压力表前后两次所记录的压力值均几乎为零，那么认为装置气密性良好；否则，应检查装置连接处是否连接完好、存在漏气现象，直到保证良好气密性为止；
步骤3、打开第二阀门(153)和第三阀门(157)，通过调节第一微量调节阀(155)，使第一微小数显流量计(156)显示的瞬时流量值为1L/min左右，当第一精密数字压力表(13)显示的集氡空间(35)压力值为某一预定值(记为Pj)后，关闭第二阀门(153)和第三阀门(157)；
同样地，打开高压氮气瓶(161)，调节减压稳压阀(162)，保持较小的输气压力，然后打开第五阀门(165)，小心调节第二微量调节阀(163)，使第一微小数显流量计(156)显示的瞬时流量值为1L/min左右，当第二精密数字压力表(14)显示的缓冲空间(55)压力值(记为Ph)与集氡空间(35)压力值Pj一致时，关闭高压氮气瓶(161)与第五阀门(165)；
步骤4、将实验装置静置，使岩样(1)内的氡以纯扩散的方式在集氡空间(35)与缓冲空间(55)内积累，一周后，缓冲空间(55)内的氡因反扩散及自身衰变作用的影响，其浓度稳定到某一最大值后将保持不变；再打开第一阀门(152)和第四阀门(158)，拔掉排气孔(31)上的橡皮塞(12)，并开启充气泵(151)排气5min以净化集氡空间(35)，使其内氡浓度与外界大气本底值(记为C0)一致后，先后关闭充气泵(151)、第一阀门(152)、第四阀门(158)及重新将排气孔(31)塞上橡皮塞(12)；再打开第九阀门(176)，并开启真空泵(191)对集氡空间(35)进行抽真空，3-5分钟后关闭第九阀门(176)与真空泵(191)；然后重复上述步骤3对顶盖空气加注模块(15)进行调节的部分，使集氡空间(35)内的气压为Pj1(Pj1≤Ph)；
步骤5、打开第八阀门(175)与真空泵(191)，对第一球型闪烁室(174)进行抽真空，3-5分钟后关闭第八阀门(175)及真空泵(191)；在集氡时间达0.5h时，迅速打开第六阀门(171)和第七阀门(173)，待第一精密数字压力表(13)显示的集氡空间(35)压力值稳定后(记为Pjs1)，即表示通过预抽真空的第一球型闪烁室(174)完成取样；关闭第六阀门(171)和第七阀门(173)，使用室内氡钍分析器与智能定标器测定第一球型闪烁室(174)所采集气体样品的氡浓度，记为Csj1；
步骤6、多次重复上述步骤4和步骤5，分别测定并记录在某恒定压差条件下，恒定压差记为ΔP，ΔP＝Ph－Pj1，时间间隔即1h、2h、4h、…、32h、…、256h后集氡空间(35)内的氡浓度，记为Csj2、Csj3、Csj4、…、Csj7、…、Csj10；
步骤7、打开阀门(185)与真空泵(191)，对第二球型闪烁室(184)进行抽真空，3-5分钟后关闭第十二阀门(185)及真空泵(191)；打开第十阀门(181)和第十一阀门(183)，待第二精密数字压力表(14)显示的缓冲空间(55)压力值稳定后记为Phs，即表示通过预抽真空的第二球型闪烁室(184)完成取样；关闭第十阀门(181)和第十一阀门(183)，使用室内氡钍分析器与智能定标器测定第二球型闪烁室(184)所采集气体样品的氡浓度，记为Csh；
步骤8、采用闪烁室法所测得的氡浓度Csj系列与Csh并非集氡空间(35)或缓冲空间(55)的真实值，应作如下转换，以集氡空间(35)为例进行说明：
集氡空间内的氡，视为等温流动的理想气体，满足理想气体状态方程：
Pj,RnVj＝nRnRTj          (1)
式中，Pj,Rn为氡对集氡空间气压的贡献，Pa；Vj为集氡空间的体积，m3；nRn为集氡空间内氡的物质的量，mol；R为比例常数，R＝8.314J/(mol·K)；Tj为集氡空间内的温度，取
293.15K；
根据放射性衰变理论可知：
式中，Cj为集氡空间内的氡浓度，Bq/m3；λ为氡的衰变常数，λ＝2.1×10-6s-1；NA为阿伏伽德罗常数，NA＝6.02×1023mol-1；
结合式(1)、(2)可得：
Pj,Rn＝1.93×10-15Cj           (3)
由式(3)可知，在绝大多数情况下，Pj,Rn<<1Pa，即说明虽然实验持续时间较长，并在集氡空间内一直伴随着氡浓度的增长，但其对集氡空间内气压的贡献完全可以忽略不计；
令采样后集氡空间及有关管路即连接第一精密数字气压表(13)的一段管路损失的空气体积占集氡空间总体积包括有关管路储气体积的比例为f，那么易知：
f·Pj(Vj+Vg1)＝(Pj-Pjs)(Vj+Vg1)      (4)
式中，Pj为集氡空间内的气压，Pa；Pjs为完成采样后集氡空间内的气压，Pa；Vg1为连接精
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密数字气压表(13)的一段管路储气体积，m；
f·(Vj+Vg1)Cj＝(Vs+Vg2)Csj       (5)
式中，Csj为球型闪烁室(174)内的氡浓度，Bq/m3；Vg2为连接球型闪烁室(174)的一段管路储气体积，m3；
结合式(4)、(5)可得：
根据式(6)，即求得集氡空间真实氡浓度Cj；同样地，可推知缓冲空间真实氡浓度计算式；
岩样的氡析出率由下式确定：
式中，J为岩样的氡析出率，Bq/(m2·h)；ΔCj为Δt(单位：h)时间内集氡空间内氡浓度
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的变化值，Bq/m；hj为集氡空间高度，m；
步骤9、根据换算所得的浓度数据，令参数Y＝hjCj，作出参数Y与对应时间t的关系图，再拟合出两者关系式，并依据微分原理求出dY/dt，即得到岩样的氡析出率J随时间t变化的关系式；需要注意的是，在初始时刻，所对应的氡浓度并非为零，而是外界大气本底值C0。