[實用新型]一種空氣中氚累積取樣系統

有效

• 申請號: 201720395055.6
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN206638830U
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 陳志林;孟丹;常瑞敏;吳冠銀;穆龍;陳平;蔣聰明;賀月紅
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院核物理與化學研究所
• 主分類號: G01T7/02
• 分類號: G01T7/02;G01T7/04;G01T1/167;G01T1/204
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心51210
• 代理人: 翟長明,韓志英

技術領域

本實用新型屬于輻射防護與環境保護技術領域，具體涉及一種空氣中氚累積取樣系統。

背景技術

在核電站、氚靶生產、中子發生器生產等涉氚場所在正常和事故工況下都會向環境中釋放一定量的氚（包括HTO和HT），由于氚是氫的放射性同位素，具有β輻射，會對人體造成一定量的內照射危害，因此，需要對工作場所及流出物中的氚濃度進行測量。目前，國內外常采用電離室法進行氚濃度測量，然而測氚電離室的靈敏度一般在10⁵Bq/m³左右，遠高于環境中的氚濃度（大約幾十個Bq/m³）。由于環境空氣具有一定的濕度，因此空氣中的HT會向HTO發生轉變，在常溫（20℃）、常壓（1atm）、正常濕度（50%-60%）下，大約60天左右會有一半HT轉化為HTO，而HTO的吸入危害是HT的1.0×10⁴倍，因此，有必要采用一定的手段和方法進行環境中HTO和HT的測量。

目前，針對環境空氣中氚的取樣測量方法主要有“硅膠吸附法”和“鼓泡法”。“硅膠吸附法”是采用硅膠等干燥劑吸附空氣中的HTO，然后采用高溫蒸餾方式獲取HTO；“鼓泡法”是將放射性氣體通過有蒸餾水的洗瓶發生鼓泡，空氣樣品中的HTO與水進行同位素交換，在足夠長的取樣時間后，用液閃計數器測定鼓泡器收集水中的氚含量，從而可以求得空氣中氚的平均濃度。相比較來說，“硅膠吸附法”的取樣效率不僅與硅膠的吸附容量有關，而且與蒸餾裝置的蒸餾效率有關，因此，“硅膠吸附法”的取樣效率較低。而“鼓泡法”所用設備比較簡單，取樣效率較高。當前，亟需發展一種適于涉氚工作環境中的小型的氚累積取樣系統以保護操作人員的人身安全。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種空氣中氚累積取樣系統。

本實用新型的空氣中氚累積取樣系統，其特點是：所述的氚累積取樣系統包括與氣體取樣管道相連的過濾器，還包括三通Ⅰ和三通Ⅱ、催化床Ⅰ和催化床Ⅱ、鼓泡器Ⅰ、鼓泡器Ⅱ、鼓泡器Ⅲ、鼓泡器Ⅳ以及泵。

其連接關系是，過濾器通過三通Ⅰ分別與控制閥Ⅰ和控制閥Ⅱ的一端連接，控制閥Ⅰ的另一端依次通過鼓泡器Ⅰ、鼓泡器Ⅱ與三通Ⅱ的一端連接；控制閥Ⅱ的另一端依次通過催化床Ⅰ、催化床Ⅱ、鼓泡器Ⅲ、鼓泡器Ⅳ與三通Ⅱ的另一端連接；三通Ⅱ的第三端與控制閥Ⅲ的一端連接，控制閥Ⅲ的另一端與泵連接后通過氣管與尾氣排放管道連接；取樣系統中各部件通過管道連接。

所述的氚累積取樣系統包括兩路取樣子系統，一路取樣子系統Ⅰ通過鼓泡器Ⅰ和鼓泡器Ⅱ直接收集空氣中的HTO，另一路子系統Ⅱ分別通過催化床Ⅰ和催化床Ⅱ對空氣中的HT進行催化氧化，將其轉化為HTO后再依次經過鼓泡器Ⅲ和鼓泡器Ⅳ收集空氣中氧化前和氧化后的HTO，進而收集空氣中全部的HT和HTO。

所述的鼓泡器可根據工作需要增加，采用多級鼓泡器相串聯的方式充分鼓泡吸收空氣中的HTO。

所述的取樣子系統Ⅰ中，在控制閥Ⅰ與鼓泡器Ⅰ之間依次連接浮子流量計Ⅰ、質量流量計Ⅰ測量取樣子系統Ⅰ進入鼓泡器Ⅰ的HTO的流量；所述的取樣子系統Ⅱ中，在控制閥Ⅱ與催化床Ⅰ之間依次連接浮子流量計Ⅱ、質量流量計Ⅱ測量取樣子系統Ⅱ進入催化床Ⅰ的HT和HTO的流量。

所述的取樣系統中各部件的連通管道為316L不銹鋼管。根據各部件的接口尺寸要求，選擇316L不銹鋼管的管道內徑，一般采用1/4inch、1/8inch或1/2inch。

所述的鼓泡器Ⅰ、鼓泡器Ⅱ、鼓泡器Ⅲ、鼓泡器Ⅳ的頂部采用密封蓋密封，每個鼓泡器的進樣管穿過密封蓋伸入至鼓泡器的液面底部，出樣管穿出密封蓋懸浮在鼓泡器的液面上方；鼓泡器的材質為石英玻璃，鼓泡器內裝入去氚水。

所述的控制閥Ⅰ和控制閥Ⅱ為手動閥或自動閥中的一種，所述的控制閥Ⅲ為單向控制閥。

所述的泵的流量范圍為0.5L/min~5L/min。