[發明專利]放射性氙快速高靈敏度檢測裝置的應用方法

有效

• 申請號: 201711497112.2
• 申請日: 2017-12-31
• 公開（公告）號: CN109991647B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63653部隊
• 主分類號: G01T1/178
• 分類號: G01T1/178
• 代理公司: 烏魯木齊新科聯知識產權代理有限公司 65107
• 代理人: 白燁

本發明涉及放射性氣體分析領域，為放射性氙快速高靈敏度檢測裝置，由氡子體過濾器、針型閥、空壓機、緩沖罐、氣源處理器、壓縮空氣流量計、壓力傳感器、質量流量控制器、露點儀、中空纖維膜、調節閥、流量計、除雜柱、鉛屏蔽室、一體化吸附/測量樣品盒、HPGe探測器配接組成。本發明實現放射性氙的現場快速、高靈敏度檢測，其氡子體過濾器有效去除氡子體和灰塵，并實現自潔凈功能。

技術領域

本發明涉及放射性氣體分析領域，滿足放射性氙活度濃度的現場快速、高靈敏度測量需求。

背景技術

在核安全監測領域，需要采用高靈敏度的現場快速檢測技術對核設施周邊環境中的放射性核素進行檢測以保證核設施安全，并為核設施的輻射防護、安全評價和環境影響評估提供依據。放射性氣體和氣溶膠的實時檢測是最靈敏、快捷的手段。然而，由于這些核設施內的溫度非常高，非放射性氣體示蹤檢測存在存活率低、投放量和投放時間難以確定、提高環境本底且不具備重復檢測的可能性的局限。放射性氣溶膠通過泄漏通道到達容器外的時間可能將會晚于放射性氣體，監測放射性氣體更容易發現泄漏。因此，檢測封閉結構容器因裂變釋放的放射性氣體是一種更為直接、有效方法，可彌補化學示蹤泄漏檢測和钚氣溶膠檢測等現有方法存在的不足。

放射性氙同位素¹³³Xe、¹³⁵Xe的裂變產額高、半衰期適中、特征γ射線發射概率大、環境本底很低，是較為理想的監測對象?，F有放射性惰性氣體檢測分為兩類：一類是快速測量系統，主要用于核電站環境監測，儀器的探測限均大于10⁴Bq/m³，這類儀器均采用直接采樣測量的方式，除部分儀器對氣體加壓外，基本不采用其它富集手段，且大多采用塑料閃爍體進行總β測量，不能進行核素分辨。然而，在漏率很低的情況下，由于空氣對放射性核素的擴散、稀釋作用，放射性氣體的探測易受環境放射性影響，從而導致探測限較高，因此這類儀器不適用于氣體泄漏的早期預警或者低漏率情形泄漏檢測。另一類儀器是高靈敏度放射性氣體測量系統，適用于現場視察場景，采用較為復雜的多級吸附-純化-實驗室低本底γ能譜測量的工藝流程，系統的檢測靈敏度非常高，對¹³³Xe和¹³⁵Xe的最小可探測活度濃度分別約為1mBq/m³、 60mBq/m³，但采集/分析周期均大于20h。由于這類系統的分析周期長，不適用于現場直接測量。然而，快速、高靈敏度的檢測技術能夠及時發現、預警泄漏，更能滿足核安全監測的需求。本專利實現了對放射性氙同位素的快速、高靈敏度現場檢測，彌補了上述系統的不足。

文獻對比分析表明，與該發明相同結構的裝置研究及生產廠家未見文獻報道。

發明內容

本發明實現放射性氙的現場快速、高靈敏度檢測，其氡子體過濾器有效去除氡子體和灰塵，并實現自潔凈功能

本發明為一種放射性氙快速高靈敏度檢測裝置，由氡子體過濾器、針型閥、空壓機、緩沖罐、氣源處理器、壓縮空氣流量計、壓力傳感器、質量流量控制器、露點儀、中空纖維膜、調節閥、流量計、除雜柱、鉛屏蔽室、一體化吸附/測量樣品盒、HPGe探測器配接組成。

本發明功能實現方式如下：(1)氡子體過濾器除去氣體中的灰塵和氡子體，采用側向開孔、豎直放置和光滑的玻璃纖維濾紙，實現了“自潔凈”功能。(2)空壓機抽取氣體并加壓。(3)緩沖罐、氣源處理器、中空纖維膜、除雜柱組合使用去除CO₂、水、CO等雜質氣體以及大部分的氮、氧氣體。(4)壓縮空氣流量計、壓力傳感器、露點儀、流量計分別測量采樣流量、氣體壓力、露點和膜后流量等參數。(5)一體化吸附/測量樣品盒實現氣體的超低溫吸附并用作樣品容器，進、出氣體管路與吸附柱連接，吸附柱用薄壁銅管制作并填充碳分子篩吸附劑。(6)除雜柱填充再生好的沸石分子篩吸附劑，用于深度除雜。(7)帶鉛屏蔽室的HPGe探測器測量樣品盒內的放射性氙活度。(8)緩沖罐內裝配薄壁銅管繞制的熱交換器，充分利用樣品盒致冷的尾氣加速緩沖罐內氣體中的水的冷凝。