[發明專利]一種放射性核素監測系統及核素監測方法

在審

• 申請號: 202010019050.X
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111089868A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 周濤;李子超;張博雅;石順;秦雪猛
• 申請（專利權）人: 東南大學;華北電力大學
• 主分類號: G01N23/00
• 分類號: G01N23/00;G01V5/00
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國鋒;劉冬梅

本發明公開了一種放射性核素監測系統，該系統包括監測子系統、傳輸子系統，數據處理子系統和決策子系統，其中，監測子系統將監測到的核素濃度經傳輸子系統傳輸到數據處理子系統，數據處理子系統分別利用大氣和海洋核素擴散模型對傳入的核素濃度進行分析，并把分析結果傳輸到決策子系統，由決策子系統給出應急預案。本發明中的放射性核素監測系統，既可以對核素濃度低的大氣和海洋進行采樣監測，也可以對核素濃度高的大氣和海洋進行實時監測；同時可以根據監測結果預測大氣和海洋中核素遷移路徑和濃度分布，為核泄漏事故應急響應提供參考。

技術領域

本發明涉及核電安全領域和環境保護領域，尤其適用于核泄漏事故發生后，監測和預測海洋環境下海水和大氣中放射性濃度，給出應急預案。

背景技術

隨著工業的不斷發展，環境問題日益嚴峻，保護生態環境已經成為人類面臨的一個重要議題。核能的不斷開發和核技術的廣泛應用，沿海核電站和船用核動力桶排放的核廢物，以及核事故造成的核泄漏對大氣和海洋環境，甚至人類社會產生了巨大的破壞，其影響可長達幾百年乃至數千年，甚至更長的時間。大部分國家都已把防止和控制大氣和海洋核污染作為人類面臨的一項重要任務，因此，提升環境安全保障能力意義重大。

沿海核電站發生嚴重事故后，會造成堆芯熔化，甚至發生爆炸，毀壞核設施，造成嚴重的放射性泄漏事件。含有放射性的氣溶膠泄漏入大氣，造成嚴重的大氣放射性污染；含有放射性物質的冷卻水或泄漏流入海洋，或被排入海洋，都會造成嚴重的海洋放射性污染。這種污染不僅時間長、范圍廣，而且后果復雜嚴重。對海洋和大氣中的放射性核素濃度進行監測，對保障大氣和海洋環境十分重要。

現有的海上放射性核素監測方法，智能性較差，獲取數據單一，可參考性不強，不足以應對核泄漏事故。現有的海上放射性核素監測裝置，不能同時監測大氣和海洋的放射性水平。對于核素濃度低的放射性大氣和海洋，只能通過采集海水和大氣樣品，帶回實驗室進行監測，這種采樣監測方法樣品處理復雜，工作量大，耗時長。走航式監測可以監測核素濃度高的放射性海洋和大氣，不能監測核素濃度低的放射性海洋和大氣，而且不能在地面平臺上進行實時監測。目前對于海洋資源利用有實時監測系統，但對海洋中放射性核素還沒發現有實時監測系統。現有的海上放射性核素監測裝置對于數據傳輸基本依靠國外的通信系統，而且存在數據傳輸模式單一，可靠性不強等問題。

由于以上問題的存在，因此有必要設計一種既可以對核素濃度低的大氣和海水進行采樣監測，也可以對核素濃度高的大氣和海水進行實時監測的放射性核素監測系統，以應對核核污染治理以及核泄漏事故。

發明內容

為了解決上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種放射性核素監測系統，該系統包括監測子系統、傳輸子系統，數據處理子系統、控制子系統、決策子系統和動力子系統。監測子系統包括大氣監測裝置和海洋監測裝置，既可以對核素濃度低的大氣和海水進行采樣監測，也可以對核素濃度高的大氣和海水進行實時監測。數據處理子系統利用大氣核素擴散模型和海洋核素擴散模型對監測的核素濃度進行分析，并將分析結果傳輸到決策子系統，由決策子系統給出應急預案，從而完成了本發明。

具體來說，本發明第一方面提供了一種放射性核素監測系統，所述系統包括監測子系統，傳輸子系統，數據處理子系統和決策子系統；其中，監測子系統用于同時監測大氣和海洋中的核素濃度。

其中，所述監測子系統包括大氣監測裝置和海洋監測裝置；

優選地，所述大氣監測裝置包括大氣核素實時監測裝置5和大氣核素采樣監測裝置10；

所述海洋監測裝置包括海洋核素實時監測裝置8和海洋核素采樣監測裝置12。

其中，所述大氣核素實時監測裝置5選自氣體探測器，半導體探測器或者閃爍體探測，優選為閃爍體探測器，更優選為NaI(Tl)閃爍體探測器；

所述大氣核素采樣監測裝置10包括風機27和核素吸附柱29。