一種放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及核輻射探測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，提供一種利用溴化鑭探測(cè)器測(cè)量大氣中放射性氣溶膠的核素識(shí)別裝置，包括氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)、氣流回路系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)三個(gè)部分，所述氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)包括氣體取樣回路、溴化鑭探測(cè)器和自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)，所述溴化鑭探測(cè)器固定于氣體取樣回路形成的空腔內(nèi)，氣體取樣回路的出口處設(shè)有自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)，自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)由兩端固定的滾筒和濾紙組成。本發(fā)明利用溴化鑭探測(cè)器探測(cè)放射性核素所產(chǎn)生的γ射線，大大提高了裝置的核素分辨能力，也使環(huán)境本底的扣除更加容易。
【專利說明】一種放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及核輻射探測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)中利用溴化鑭探測(cè)器測(cè)量大氣中放射性氣溶膠的核素識(shí)別裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在核電站的日常運(yùn)行中，反應(yīng)堆一回路承壓邊界和安全殼的完整性至關(guān)重要，當(dāng)電站發(fā)生嚴(yán)重事故時(shí)，兩者被破壞，各種人工放射性核素會(huì)以氣溶膠的形式迅速釋放到環(huán)境大氣之中，因此可以在電站周圍設(shè)置氣溶膠采樣監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過測(cè)量大氣中的放射性氣溶膠濃度來確定事故情況下電站周圍的放射性污染程度。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外所采用的放射性氣溶膠監(jiān)測(cè)方法普遍通過探測(cè)放射性核素所發(fā)射的α、β射線來實(shí)現(xiàn)，所使用的探測(cè)器類型也多為PIPS半導(dǎo)體，這種測(cè)量方法將PIPS半導(dǎo)體探測(cè)器置于所采樣的放射性氣溶膠前方，從而得到放射性核素的α、β譜。這種方法存在一定缺點(diǎn)，由于放射性核素的β譜延伸較寬，并且多分布在低能部分，測(cè)量能譜中各種核素的β譜重疊嚴(yán)重，難以區(qū)分，同時(shí)由于天然氡釷系氣溶膠的干擾，在測(cè)量能譜中對(duì)于各種核素α譜的識(shí)別也是有限的，因此這種測(cè)量方法無法分辨所測(cè)量的放射性氣溶膠核素種類，也不易于扣除環(huán)境本底對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有測(cè)量方法無法分辨核素種類和難以扣除環(huán)境本底的不足，提供一種放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，主要應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)中的放射性氣溶膠測(cè)量，本發(fā)明利用溴化鑭探測(cè)器探測(cè)放射性核素所產(chǎn)生的Y射線，大大提高了裝置的核素分辨能力，也使環(huán)境本底的扣除更加容易。
[0005]本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)的:一種放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，包括氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)、氣流回路系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)三個(gè)部分，所述氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)包括氣體取樣回路、溴化鑭探測(cè)器和自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)，所述溴化鑭探測(cè)器固定于氣體取樣回路形成的空腔內(nèi)，氣體取樣回路的出口處設(shè)有自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)，自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)由兩端固定的滾筒和濾紙組成。
[0006]在上述技術(shù)方案中，所述氣流回路系統(tǒng)由閥門、壓力計(jì)、流量計(jì)、溫度計(jì)、抽氣泵及其相應(yīng)管道組成，與氣體取樣回路共同組成完整的氣流回路，所述氣流回路的入口設(shè)有截止閥，氣流回路的出口依次設(shè)有調(diào)節(jié)閥、抽氣泵和截止閥，所述氣流回路內(nèi)設(shè)有壓力計(jì)、流量計(jì)和溫度計(jì)。
[0007]在上述技術(shù)方案中，所述電氣系統(tǒng)包括信號(hào)處理單元和接線箱，所述信號(hào)處理單元的輸入端與溴化鑭探測(cè)器的輸出端相連，所述接線箱與壓力計(jì)、流量計(jì)、溫度計(jì)和信號(hào)處理單元的輸出端相連并與抽氣泵的電源端相連，所述接線箱與外部電源和上層數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)設(shè)置于鉛屏蔽體內(nèi)。[0009]在上述技術(shù)方案中，所述氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)的溴化鑭探測(cè)器連接有源檢器，源檢器與接線箱相連。
[0010]本發(fā)明具有良好的能量分辨特性和較大量程范圍，對(duì)Y射線的探測(cè)能量范圍為IOOKeV?3MeV，所能測(cè)量的放射性氣溶膠濃度范圍為1.0?1.0 X 106Bq/m3，能夠分辨天然放射性核素(214Pb和214Bi)以及1311、134Cs、137Cs、132Te等人工放射性核素，為環(huán)境監(jiān)測(cè)中放射性氣溶膠濃度和種類監(jiān)測(cè)提供了一種有效測(cè)量方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明中氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:1.進(jìn)氣管道、2.氣體取樣回路形成的空腔、3.氣流隔層、4.溴化鑭探測(cè)器、5.溴化鑭晶體、6.固定結(jié)構(gòu)、7.濾紙、8.滾筒、9.自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)、10.出氣管道、11.鉛屏蔽體。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0015]如圖1、2所示，本實(shí)施例提供一種放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，由氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)、氣流回路系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)三個(gè)部分組成。氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)安裝在5cm厚的鉛屏蔽體11之中，溴化鑭探測(cè)器4由固定結(jié)構(gòu)6固定在氣體取樣回路形成的空腔2之中。溴化鑭探測(cè)器4使用溴化鑭晶體5作為探測(cè)介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對(duì)Y射線的能譜測(cè)量，溴化鑭探測(cè)器4的使用使得本發(fā)明能夠在測(cè)量環(huán)境輻射水平的同時(shí)鑒別核素的種類。溴化鑭探測(cè)器4配有源檢器，用于檢查溴化鑭探測(cè)器是否失效。氣體取樣回路的出口處設(shè)有自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)，自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)由兩端固定的滾筒8和濾紙7組成。氣體取樣回路具有連續(xù)取樣功能，氣體經(jīng)進(jìn)氣管道I進(jìn)入氣體取樣回路，流經(jīng)氣流隔層3和濾紙7后，經(jīng)出氣管道10流出。自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)9根據(jù)濾紙7的使用情況自動(dòng)更換新的濾紙，延長(zhǎng)本發(fā)明裝置的維護(hù)周期。
[0016]所述氣流回路系統(tǒng)由閥門、壓力計(jì)、流量計(jì)、溫度計(jì)、抽氣泵及其相應(yīng)管道組成，與氣體取樣回路共同組成完整的氣流回路，所述氣流回路的入口設(shè)有截止閥，氣流回路的出口依次設(shè)有調(diào)節(jié)閥、抽氣泵和截止閥，所述氣流回路內(nèi)設(shè)有壓力計(jì)、流量計(jì)和溫度計(jì)，整個(gè)回路為氣體提供流通空間，并保持氣密性。氣體流量通過閥門調(diào)節(jié)，并經(jīng)過流量計(jì)輸出到接線箱，壓力計(jì)對(duì)外提供壓力信號(hào)，溫度計(jì)用于監(jiān)測(cè)氣體的溫度變化，抽氣泵為氣體流通提供驅(qū)動(dòng)力。
[0017]所述電氣系統(tǒng)包括信號(hào)處理單元和接線箱，所述信號(hào)處理單元的輸入端與溴化鑭探測(cè)器的輸出端相連，溴化鑭探測(cè)器內(nèi)置前置放大器，將光電倍增管的輸出信號(hào)放大后，經(jīng)過電纜輸出到信號(hào)處理單元；所述接線箱與壓力計(jì)、流量計(jì)、溫度計(jì)和信號(hào)處理單元的輸出端相連并與抽氣泵的電源端相連，所述接線箱與外部電源和上層數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連。電氣系統(tǒng)為抽氣泵提供功率輸入，并接收溴化鑭探測(cè)器和所有儀表的電信號(hào)輸出，其中信號(hào)處理單元具有能譜測(cè)量能力，對(duì)輸入信號(hào)采樣后得到核素的Y能譜，接線箱用于匯總所有測(cè)量信號(hào)。
[0018]得到Υ能譜后，信號(hào)處理單元利用尋峰和擬合算法識(shí)別出能峰的位置，并結(jié)合核素庫(kù)中的信息分辨出能譜中的核素種類，扣除能譜中的放射性本底，然后以事先測(cè)量的核素能譜和蒙卡模擬能譜為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)能譜進(jìn)行分解，從而計(jì)算出各種核素的含量。
[0019]本發(fā)明裝置實(shí)現(xiàn)了一種新型放射性氣溶膠的監(jiān)測(cè)方法，具體實(shí)施方法如下:
1、打開裝置電源，接線箱控制抽氣泵開啟，使待測(cè)氣體由入口進(jìn)入氣流回路流通，利用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣體流量到指定值；
2、待測(cè)氣體經(jīng)過截止閥和進(jìn)氣管道進(jìn)入氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部，氣體中的放射性氣溶膠被濾紙過濾下來，之后氣體由出氣管道流出，經(jīng)過截止閥和抽氣泵后流出氣流回路，完成整個(gè)流通過程；
3、溴化鑭探測(cè)器安裝在濾紙前方，探測(cè)放射性核素所發(fā)出的Y射線，探測(cè)器內(nèi)置前置放大器，將光電倍增管的輸出信號(hào)放大后，經(jīng)過電纜輸出到信號(hào)處理單元；
4、信號(hào)處理單元采集脈沖信號(hào)得到能譜，根據(jù)本底扣除算法將能譜中的環(huán)境本底扣除，對(duì)能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并利用基于核素識(shí)別的解譜算法分析能譜數(shù)據(jù)，得到放射性氣溶膠的核素種類；
5、接線箱匯總所有儀表的輸出信號(hào)，通過總線向上層輸出數(shù)據(jù)，并控制抽氣泵和源檢裝置運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.一種放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，包括氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)、氣流回路系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)三個(gè)部分，其特征在于:所述氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)包括氣體取樣回路、溴化鑭探測(cè)器和自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)，所述溴化鑭探測(cè)器固定于氣體取樣回路形成的空腔內(nèi)，氣體取樣回路的出口處設(shè)有自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)，自動(dòng)走紙機(jī)構(gòu)由兩端固定的滾筒和濾紙組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，其特征在于:所述氣流回路系統(tǒng)由閥門、壓力計(jì)、流量計(jì)、溫度計(jì)、抽氣泵及其相應(yīng)管道組成，與氣體取樣回路共同組成完整的氣流回路，所述氣流回路的入口設(shè)有截止閥，氣流回路的出口依次設(shè)有調(diào)節(jié)閥、抽氣泵和截止閥，所述氣流回路內(nèi)設(shè)有壓力計(jì)、流量計(jì)和溫度計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，其特征在于:所述電氣系統(tǒng)包括信號(hào)處理單元和接線箱，所述信號(hào)處理單元的輸入端與溴化鑭探測(cè)器的輸出端相連，溴化鑭探測(cè)器內(nèi)置前置放大器，將光電倍增管的輸出信號(hào)放大后，經(jīng)過電纜輸出到信號(hào)處理單元；所述接線箱與壓力計(jì)、流量計(jì)、溫度計(jì)和信號(hào)處理單元的輸出端相連并與抽氣泵的電源端相連，所述接線箱與外部電源和上層數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，其特征在于:所述氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)設(shè)置于鉛屏蔽體內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性氣溶膠核素識(shí)別裝置，其特征在于:所述氣溶膠探測(cè)系統(tǒng)的溴化鑭探測(cè)器連接有源檢器，源檢器與接線箱相連。
【文檔編號(hào)】G01T1/202GK103543462SQ201310486992
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】龔玉巍, 賈銘椿, 郭智榮, 陳祥磊 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍海軍工程大學(xué), 中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所