氡及其子体对人类危害很大,尤其是氡子体吸入人体后会造成很大的内照射,并且不同粒径段的氡子体在人体内不同区域的沉积份额不同,因此需要对氡子体的未结合态份额和粒径分布进行测量研究。级联丝网组是一种国际上公认的氡子体采集装置。但国内外对于优化其结构和测量方法研究较少,因此本文针对级联丝网组的优化设计进行研究。针对级联丝网组结构上的优化设计,本文基于风扇模型过滤理论和流体力学理论,应用了流体软件GAMBIT构建了级联丝网组模型和含8个小孔的导流装置,应用了流体软件FLUENT模拟了不同丝网和滤膜截面上速度分布和加入导流装置后丝网上速度分布变化情况,从模拟上得出了级联丝网组的优化设计结构。然后通过求解氡子体测量中的重要参数,并且在实际氡室环境中对两种采集装置进行实验,验证了改进后的级联丝网组可以采集到更多的未结合态氡子体。针对级联丝网组测量方法的优化,本文基于马尔科夫快速潜能测量方法,求解了不同子体平衡比下每一层丝网和滤膜上的氡子体潜能转换系数k值,并且得出了氡子体潜能浓度计算公式,从测量方法上弥补了之前只能用多个探测装置进行同时测量的局限性,为以后研制新型单探测器氡子体测量仪提供了一定的思路。仿真模拟和实验证明,加入导流装置后氡子体在级联丝网组中能够更好地保持稳定的定常层流运动,改进型比传统型级联丝网组对于未结合态氡子体收集效率更高,可以为以后的研究提供一定的参考。