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为探究地壳物理现象及氡对健康影响，研究人员分析 IRON 网络数据，助力多领域研究。
在地球的神秘地壳中，无数物理现象不断上演，而氡，这个看似不起眼的元素，却蕴含着解开地壳奥秘的关键线索。氡（Radon）是一种放射性气体，它被认为是地壳中发生的涉及动态瞬变和流体迁移等物理现象的重要标记。科学家们长期以来一直致力于研究地壳中氡的动态变化，期望借此洞悉地震孕育过程和火山活动的规律。与此同时，氡对人类健康有着不可忽视的影响，它被列为 1 类致癌物质，是仅次于吸烟的肺癌第二大诱因。因此，有效监测和控制氡的浓度，成为保障人们生活和工作环境安全的重要课题。
在这样的背景下，意大利国家地球物理与火山学研究所（Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia）等机构的研究人员展开了深入研究。他们通过意大利氡监测网络（Italian Radon mOnitoring Network，IRON），收集了 2009 年至 2021 年期间长期、连续的土壤氡排放测量数据。相关研究成果发表在《Scientific Data》上。
为了获取这些宝贵的数据，研究人员采用了多种关键技术方法。在监测站点的设置上，IRON 网络包含多种类型，如钻孔（Borehole）、洞穴（Cavity）、室内（Indoor）、庇护所（Shelter）和土壤（Soil）等不同安装类型，以确保能从多个环境获取数据。在探测器方面，使用了内部原型（LUCAS）和商业设备（AER by Algade?），这些探测器均在 INGV 放射性核素实验室进行了校准。此外，研究人员还建立了数据库，从 MySQL 平台起步，后续发展到 PostgreSQL，用于存储和管理收集到的数据。
研究结果如下：
- 数据收集与整理：IRON 网络在 2021 年底拥有 62 个监测站，共进行了 621720 次氡浓度单点测量。除了氡浓度数据，大多数监测站还获取了内部温度数据，部分监测站记录了相对湿度数据，这些数据共同构成了 1320710 条局部温度和湿度数据。这些数据以 CSV 文件形式存储，每个监测站有两个文件，分别用于存储氡数据和气象数据。
- 探测器性能与特点：AER 探测器由 Algade? 生产，能测量并存储时间、氡、温度和相对湿度数据。其通过膜扩散让氡气进入，可阻挡短寿命氡衰变产物和大气颗粒物，避免污染。该探测器有不同版本，可电池供电或交流供电，灵敏度约为15Bq/m3每脉冲 / 小时 ，采集时间可设置。LUCAS 探测器基于阿尔法闪烁探测器，通过入口过滤器让氡进入，能有效捕获氡子体。其灵敏度通常在0.24?0.28Bq/m3×Imp/h ，最低可检测浓度为3?6Bq/m3，采集时间也可调节，且对相对湿度无限制。
- 数据验证与可用性：探测器在安装前会在氡室进行测试，以此确定 AER 仪器的校正因子，评估 LUCAS 仪器的灵敏度。数据可用性方面，不同监测站和数据来源有所差异，部分 LUCAS 仪器的监测站未配备远程传输功能。
研究结论和讨论部分表明，该研究提供的数据集具有重要意义。借助这些数据，研究人员能够在多个时间尺度上监测氡排放的变化，利用不同分析技术探究环境参数对氡排放的影响，研究地震、火山活动等瞬态信号对氡排放的作用，以及分析长期暴露在密闭空间中积聚的氡气对人类健康的风险。这不仅有助于深入理解地壳物理现象，还为地震预测、火山活动监测以及保障人类健康等方面提供了有力支持，为相关领域的进一步研究奠定了坚实基础。
