通常使用氡室模拟自然环境中氡的产生和变化过程来研究氡在自然界中的迁移与分布规律。然而由于氡室结构的复杂性，具有很多不稳定因素，因此需要使用某种方法对氡室的氡浓度试验数据进行处理和分析，得到的结果作为评价氡室参数和稳定性的重要标准，同时也为后续相关科研和测氡仪的标定给出一个合理的参考依据。目前对氡室氡浓度试验数据的处理，常用的方法是记录下补氡开始和结束时间分别对应的氡浓度值，然后用试验模型去计算和验证。该方法简单易行，但存在一个问题，即无法对整个补氡试验过程中氡浓度数据的变化情况进行处理。因此本文选择Origin软件，通过数据拟合的方法，能够更加全面的对氡室氡浓度数据进行分析。

1 Origin软件介绍

    Origin是OriginLab公司出品的专业绘图和数据分析软件，主要用来将仪器采集到的数据作图，进行线性拟合以及各种参数计算。Origin具有2大主要功能：数据分析和绘图。用户可以自定义数学函数、图形样式和绘图模板；可以和各种数据库软件、办公软件、图像处理软件等方便的连接^[1]。

2.AlphaGUARD和氡室简介

    2.1 AlphaGUARD

AlphaGUARD测氡仪采用最优化的电离室设计，是目前国内外最稳定的商用氡探测器之一。在通常氡浓度水平下，该仪器基于脉冲电离室原理，只对α粒子进行计数，不能甄别能量，常用于纯²²²Rn环境测量，尤其是氡室内氡浓度的测量。

2.2 氡室

    采用固体镭源和计算机自动控制氡浓度技术，根据氡衰变规律调整控制算法，能够充分保证氡释放率的长期稳定性和氡浓度的控制精度，均匀性等。氡室内氡活度浓度增长规律，取决于氡室的体积，吸附/漏气率，镭源的发生率等诸多因素^[2]。

3.氡室氡活度浓度变化的理论模型

镭源向氡室输送氡，引起了氡室内氡活度的变化。因此，要控制氡室内的氡活度浓度，必须先掌握氡活度的变化规律，进而才能对氡浓度数据进行拟合分析。氡室内氡活度的增加主要来源于氡室内的固体镭源，当打开相应的程序以后，镭源便会与氡室连通，进而持续稳定的为氡室提供氡气，氡室内氡的的活度也随之增加。而氡室内氡活度的减少主要来自于2个方面，一是氡自身的衰变；二是氡室的吸附/漏气。

   由于氡的衰变符合指数规律，并假设氡室中氡的吸附/漏气也符合指数规律，故氡室内氡的活度浓度可表示为：                           （1）。

式中：Q_t为t时刻氡的活度浓度；Q₀为氡室内氡的初始活度浓度；I为镭源有效发生率（即单位时间、单位体积的活度）；M为氡室的吸附/漏气率；λ为氡的衰变常数，2.1×10^－6。

4.试验拟合分析

Origin软件不仅提供了大量的自动拟合函数模型，还提供了自定义拟合函数的工具，用来满足建立特定情况数学模型的需要。这里以式（1）作为补氡模型来进行曲线拟合。具体试验方法为：在单次的氡室氡活度浓度增加的过程当中，镭源有效发生率(I)和初始氡浓度(Q₀)可以视为固定值，将漏气率(M)作为拟合参数。即可以通过拟合计算改变M的值，使得模型与试验数据进一步吻合。待多次试验求得稳定的M后再代入式（1），作为该氡室补氡模型的最终表达式。下面将详细说明试验过程和如何利用已经获得的氡活度浓度数据来进行拟合分析。

4.1氡室补氡 

开启AlphaGUARD,打开氡室控制软件，输入相应指令，记录下补氡的初始和结束时间。相关参数如下：氡室初始活度浓度为3.264 KBq/m3 ，氡室目标活度浓度为5.888 KBq/m3；补氡从15:20:00 开始， 23:27:12结束 ；AlphaGUARD每10min记录1次数据。

4.2数据整理

当补氡结束且稳定1 h后，取出该次补氡的数据。先将AlphaGUARD内的测氡数据转化成EXCEL格式，并对导入的数据进行分类，编排，再导入Origin的工作表。

表1.数据采样结果

4.3自定义函数拟合

 首先为了后面方便参数的输入，即等式两边分别为同类型的参数，将式（1）移项变形后，选择Tools→Fitting Function Organizer,在Function一栏中输入补氡模型的数学表达式，Parameter Names中输入3个变量参数，Q，I，M，分别代表初始氡浓度值，镭源有效发生率，吸附/漏气率。X为独立变量，代表t。这里应在Function Form下拉列表框中选择Expressions;勾选Enable Auto Initialization复选框。设定好后依次点击save，simulate按钮，进入初始值设置。Q，I，M对应的栏中分别输入3.264,0.06,0.0015。其中镭源有效发生率和吸附/漏气率的数据来源于氡室本身的资料，仅是1个约数。

单击Analysis菜单，选择Fitting→FitSigmoidal→OpenDialog，和已定义好的拟合模型。然后点击Parameters，在Value一栏中再次输入初始值(Q=3.264,I=0.06,M=0.0015)。此时固定Q和I的值（即勾选前面对应的Fixed）点击，会发现红色的曲线与数据线逐渐逼近，直到M对应的Value和Error的值不发生变化为止，便将该值固定。最后点击Fit进行曲线拟合，生成拟合报告。这期间初始值不断地变动，这是软件根据模型和自身的拟合计算所做出的修正。最后可以看出,拟合计算后的M值为0.0011，拟合系数为0.92895。

表2 拟合报告表

改变初始氡活度浓度，重复上述4.1-4.3的试验过程，即可得到不同氡活度增长数据段的各次拟合计算的M值。通过比较求平均值的方法，解出M的数值。需要指出的是，由于各次试验所用镭源为同一型号，故发生率为定值。所得到的不同初始活度浓度下氡活度浓度增长段的M值见表3。

表3 各次试验所得M值

由此可以算得M的平均值为0.0013，标准偏差为8.46928×10^－4。

5.分析总结

通过上面的拟合计算，将所得到的M平均值代入式（1）中，即可得到氡室氡活度浓度增长模型的最终表达式为：                  

          (2）。

为验证模型的准确度，改变初始氡活度浓度值和镭源的发生率，随意选取一组氡活度浓度增长数据，与得到的最终表达式进行数据拟合。

参数评价表中给出了3个变量I为 0.09, Q为1.384 KBq/m3,M 为0.0013，拟合系数为0.98562。由此可以得出结论：通过试验和Origin软件推导出的氡室氡活度浓度模型基本上符合实际的氡室氡浓度增长规律。 

图1.拟合曲线图

                     1——原始氡活度浓度；2——拟合曲线表达

文本通过进行多次补氡试验和Origin软件的拟合计算，推导出氡室氡活度浓度增长的理论模型，并进行了相关验证，最终得到了很好的效果。需要注意的是在进行自定义函数数值分析时，需要对参数的初值和范围进行比较合理的赋值。只有这样才能使处理的结果误差较小。

参考文献

1.于成龙，郝欣,沈清等. origin8.0应用实例详解. 北京：化学工业出版社，2011：189-205

2.吴慧山，林玉飞，白云生，等.氡测量方法及应用。原子能出版社，1995：25-60

Application of origin for rising radon in fitting

Qiaoxiong,Wangrenbo

(Engineering Research Center of Nuclear Technology Application, Ministry of Education, EastChinaInstitute of Technology, Nanchang ,China, 330013)

Abstract:The date analysis method with Origin software for rising radon in radon chamber is give in this paper.We use Origin to process date from AlphaGUARD radon detector.At the same time,We deduce model of rising radon and adopt defined function to make Curve Fitting. The experiment shows that it operates easily,its accuracy is high,and it possesses certain application value.

Key words: Origin, AlphaGUARD radon detector, radon chamber, Curve Fitting