新评估氡作为可靠的地下水示踪剂

所有天然存在于水中的放射性物质都会产生至少一种氡同位素作为衰变产物。当放射性原子以气态氡的形式通过地下水含水层时，它们最终会转移到大气中。理论上，这种转移速率的测量可用于追踪水渗入周围土壤的情况。然而，在EPJ Plus中详细介绍的一项新研究中，由埃及原子能局的 ​​Elsayed Elmaghraby 领导的埃及和沙特阿拉伯研究人员表明，这种技术可能存在重大缺陷。

目前，研究人员利用地下水中氡的转移来评估从矿石开采对环境的影响到地震前兆等各种因素。氡转移到大气中的总速率受几个过程控制：包括通过放射性衰变形成;运输到水面;吸附到其他周围的原子上;和浓度梯度下的扩散。在测量这一速率时，研究人员通常假设氡的浓度与其自身的放射性衰变产物处于平衡状态。

为了验证这一假设，Elmaghraby 的团队准备了一种含有钍和铀的水基溶液，然后将其隔离两年。之后，他们将溶液暴露在大气中，并测量了由此产生的氡传输率如何随时间演变。随后，他们用数学模型模拟了实验，考虑了所有相关过程。

这些模拟表明，在液体分离过程中，其衰变产物在不同程度上重新溶解在水中，部分取决于介质的几何形状。在沙子或土壤等颗粒存在的情况下，这可能会有很大的不同，这些颗粒的形状和大小各不相同。此外，再溶解受到气泡存在的影响，气泡中含有水蒸气和氦气等气体——另一种自然衰变产物。最终，这意味着氡及其衰变产物不能处于平衡状态，从而对先前对整体氡转移率的测量产生怀疑。

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