目前国内外²²⁰Rn及其子体浓度暴露危害开始得到关注。我国是高钍背景地区,不能忽视居民受到²²⁰Rn暴露危害,且我国开始重视钍和稀土资源的利用,钍资源的开采、碾磨、提取、利用、后处理等高²²⁰Rn浓度场所,需要限制个人吸入²²⁰Rn及其子体所致剂量。²²⁰Rn的半衰期短,环境中²²⁰Rn子体不可能和²²⁰Rn建立稳定不变的平衡关系,仅依靠平衡因子与²²⁰Rn浓度来进行²²⁰Rn子体暴露量评价具有局限性,也不能准确全面反映其暴露危害。因此,必须通过²²⁰Rn子体浓度的测量来评价其所致剂量。²²⁰Rn子体的测量不可避免会受到²²²Rn子体的干扰,且干扰不能忽视,需建立标准²²⁰Rn室对仪器进行检验刻度,保证监测质量。目前建立的刻度²²⁰Rn及其子体测量仪器的装置较少,且²²⁰Rn子体²¹²Pb半衰期长,形成稳定活度浓度时间长,²²⁰Rn子体测量仪连续采样会使得²²⁰Rn室²²⁰Rn子体活度增长的不及时导致²²⁰Rn子体浓度的不稳定,目前已建立的²²⁰Rn室大部分没能解决该问题。为保证我国²²⁰Rn子体现场测量结果的可靠性,本项目通过建立²²⁰Rn室关键参数的调控理论模型与调控技术,建立能实现²²⁰Rn子体浓度稳定均匀调控的²²⁰Rn室,满足²²⁰Rn子体测量仪刻度需要,进一步提高我国²²⁰Rn子体计量水平。²²⁰Rn源是建立²²⁰Rn室进行²²⁰Rn及其子体调控的实验基础,本研究采用几个不同活度的射气系数高且稳定的固体流气式²²⁰Rn源,通过改变源注入系统的输入流率和²²⁰Rn穿过的管道体积调节²²⁰Rn注入量。自制了443 L的²²⁰Rn子体源箱,改造现有的²²⁰Rn室,设计并建立了²²⁰Rn室主体箱刻度区的模拟采样回路,改造后的²²⁰Rn室具备原有²²⁰Rn室和²²⁰Rn子体室两种不同的工作模式。通过在²²⁰Rn子体源箱中建立高浓度的²²⁰Rn子体环境连续补充到主体箱的刻度区,以补偿因附壁、衰变、采样的损失,使主体箱刻度区的²²⁰Rn子体增长和损失建立动态平衡,实现²²⁰Rn子体浓度的稳定控制。其次建立了²²⁰Rn室和²²⁰Rn子体室²²⁰Rn子体稳定浓度和ThC/ThB活度比等调控关键参数与流率、附壁率等控制变量关系的调控理论模型,通过理论模型逐一定量分析了控制变量对调控参数的影响程度,来指导²²⁰Rn室关键参数的调控。建立了一种²²⁰Rn子体沉积速率的测量方法,进行了不同条件下ThB子体沉积速率的测量,并计算出附壁率的值,与通过测量²²⁰Rn子体浓度随时间变化得到的附壁率值进行了比较,确定模型中附壁率参数的取值。²²⁰Rn子体室性能测试表明²²⁰Rn子体浓度的稳定性与均匀性都优于10%,不受温湿度影响,且稳定浓度的测量值与计算值符合较好。²²⁰Rn子体源箱作为主体箱中²²⁰Rn子体来源能获得更快的²²⁰Rn子体产生率。通过改变模拟采样回路流率与²²⁰Rn子体产生量,可实现ThC/ThB子体活度比在0.33到0.83的稳定控制,²²⁰Rn子体浓度在100⁶000 Bq·m^-3范围调控。模拟采样回路通过调节主体箱内²²⁰Rn子体损失速率,缩短²²⁰Rn子体浓度达到稳定时间,且有效避免了主动式²²⁰Rn子体测量仪采样造成²²⁰Rn子体浓度的不稳定。²²⁰Rn室性能测试表明,主体箱內流场稳定,²²⁰Rn浓度的稳定和均匀性优于5%。²²⁰Rn子体浓度稳定性与均匀性基本在10%以内,稳定浓度估算值与实验值在误差范围能符合较好。²²⁰Rn子体浓度调控范围在10⁸00 Bq·m^-3范围内,能建立环境²²⁰Rn平衡因子分布范围的参考环境。本研究建立的不同运行状态的²²⁰Rn室和²²⁰Rn子体室,都实现²²⁰Rn子体浓度等关键参数的稳定调控,率先解决了一直以来困扰着小体积²²⁰Rn室多台²²⁰Rn子体连续测量仪同时刻度采样或者一次性大流量采样造成的²²⁰Rn子体浓度下降引起的浓度不稳定问题,满足²²⁰Rn子体测量仪的刻度需求。建立的调控理论模型可用于类似²²⁰Rn室的²²⁰Rn子体浓度的估算。本研究成果可满足我国²²⁰Rn子体计量和环境²²⁰Rn暴露评价以及国家发展钍基核能开发的需要。