一种放射性气态流出物中氚自动测量系统的制作方法

本技术涉及环境辐射测量，尤其是涉及一种放射性气态流出物中氚自动测量系统。

背景技术：

1、氚(3h)是核电站、核燃料加工厂在生产过程中产生并释放的一种放射性元素，会衰变释放出最大能量18.6kev、平均能量5.7kev的β射线，由于能量低，β射线在空气中射程短，测量难度大。现有氚的测量技术主要有：

2、(1)电离室法：将采集的含有气态氚的气体通入测氚电离室，氚衰变产生的β粒子与电离室内的介质发生相互作用，使介质分子发生电离，产生电子离子对。在电离室两极之间施加一定的电压，形成电场。在电场的作用下，产生的正负离子分别向负极和正极漂移，形成电离电流，电离电流的大小与氚活度成正比，通过测量电离电流的大小能够得到氚的活度。因为空气中存在本底电离辐射，需要增加补偿电离室，消除本底电离辐射的影响具有实时监测能力。

3、(2)“采样+液闪测量”法：首先将气态氚通过催化氧化的方式将其全部转化为氚化水，然后使用鼓泡法、冷凝法、冷冻法、吸附法等收集空气中的氚化水，形成含氚液体样品，最后将该样品与闪烁液进行配比，送入自动测量单元测量氚的活度，最后根据采集空气的体积计算空气中氚的浓度，这种方法的测量下限低，但需离线取样、制样和测量，导致监测滞后，无法满足在线快速响应需求。

4、“采样+液闪测量”是测量空气中低水平氚浓度的常用方法，其中涉及的技术主要包括氚催化氧化技术、氚化水采集技术、含氚液体测量技术等。

5、氚催化氧化技术是利用催化剂在高温条件将气态氚(ht、t2)与氧气反应生成氚化水(hto)，使空气中的氚更容易被吸附和处理，所使用的催化剂主要有金属氧化物催化剂(如氧化铜、氧化铈等)、贵金属催化剂(如铂、钯等)。

6、氚化水的采集主要有鼓泡法、冷凝法、冷冻法、吸附法等，其中鼓泡法是将空气通过含有水或其他非水溶剂的收集系统，使空气中的氚化水蒸气被溶剂吸收，从而实现氚化水的捕获；冷凝法利用除湿机作为收集器，空气中hto被抽进除湿机后被冷凝成液态水，水样通过除湿机的出水端直接被收集；冷冻法使用冷阱(半导体、液氮)作为收集器，取样空气通过被制冷到冰点以下的冷阱，空气中的hto在收集容器中被冷冻为冰，采样结束后，使用加热系统将捕集到的冷冻水融化后收集；干燥法利用干燥剂作为收集剂，空气中的hto气流通过干燥剂吸附柱时被吸附，最常用的干燥剂有硅胶、分子筛、无水硫酸钙和活性氧化铝，被吸附后的hto与吸附剂形成水合性化合物，取样结束后需通过蒸馏或加热解析后，才能作为待测样品进行测量。

7、液闪谱仪的基本原理是基于射线与物质相互作用产生的荧光效应。当放射性同位素发出的放射粒子与闪烁液中的溶剂分子碰撞时，溶剂分子吸收射线能量并跃迁到激发态，随后在回到基态的过程中将能量传递给闪烁体分子。闪烁体分子在由激发态回到基态时，会发出荧光光子。这些荧光光子被光电倍增管接收并转换为光电子，经过倍增后在阳极上收集，最终以脉冲信号的形式输出。通过对这些脉冲信号进行符合、放大、分析和显示，可以反映出样品液中放射性强弱与大小。

8、然而，电离室虽然可以实时测量空气中氚浓度，但探测下限较高(≥3.7×104bq/m3)，无法满足低浓度(≤1×103bq/m3)监测需求，且易受氡和宇宙射线干扰。

9、而“采样+测量”方法虽然能够通过长时间采集空气中的氚，具有较低的探测下限，但需要采集的样品需要人工进行收集、制样，以及送到液闪谱仪进行测量，自动化程度低，无法实现在线监测。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种放射性气态流出物中氚自动测量系统，用于解决空气中低浓度氚监测时，需要人工采样、制样和测量，耗费人工，不能实现在线监测的问题。

2、本实用新型提供一种放射性气态流出物中氚自动测量系统，包括：含氚气体采样单元，所述含氚气体采样单元用于将含氚气体溶解于采样液体，制成含氚液体，并混合均匀；含氚液体制样单元，所述含氚液体制样单元用于将含氚液体和闪烁液配比加注至测量瓶中；送样操作单元，所述送样操作单元用于控制测量瓶移动位置；自动测量单元，所述自动测量单元用于对放入其中的测量瓶测量闪烁光谱，测量后计算氚的活度。

3、进一步地，所述含氚气体采样单元包括氚催化氧化组件，所述氚催化氧化组件用于将气态氚转化为氚化水。

4、进一步地，所述氚催化氧化组件包括依次连通的气泵、流量计和催化氧化炉。

5、进一步地，所述含氚气体采样单元包括氚富集组件，所述氚富集组件用于将氚化水溶解于采样液体中。

6、进一步地，所述氚富集组件包括采样瓶和鼓泡器，所述鼓泡器设置于所述采样瓶内。

7、进一步地，所述含氚液体制样单元包括水泵和纯净水箱，所述纯净水箱通过所述水泵与所述采样瓶连通。

8、进一步地，所述含氚液体制样单元包括第一蠕动泵、第二蠕动泵和闪烁液贮存箱，所述采样瓶通过所述第一蠕动泵与所述测量瓶连通，所述闪烁液贮存箱通过所述第二蠕动泵与所述测量瓶连通。

9、进一步地，所述送样操作单元包括导轨、操作夹爪和旋转夹爪，所述操作夹爪移动安装在所述导轨上；在所述导轨和所述操作夹爪的操作范围内设有测量瓶贮箱、闪烁液加注口、采样液加注口、自动测量单元进样口和测量瓶收集箱；所述旋转夹爪的操作范围位于所述操作夹爪的操作范围内，所述旋转夹爪用于旋开和旋紧测量瓶的瓶盖。

10、进一步地，所述自动测量单元内设有测量瓶支撑板和遮光盖，测量瓶进入自动测量单元进样口后，自动测量单元松开测量瓶支撑板，使测量瓶进入测量工位，随后关闭遮光盖，使用光电倍增管测量闪烁光谱，测量结束后计算氚的活度。

11、本实用新型的技术方案通过含氚气体采样单元可实现空气中氚的自动采样制成含氚液体，并混合均匀，通过含氚液体制样单元可将含氚液体自动制样，通过送样操作单元可实现制样后测量瓶的自动送样至自动测量单元进行自动测量。从而本实用新型可实现空气中氚的自动采样、自动制样、自动送样与自动测量，摆脱样品制备、送样等操作对人工的依赖，实现气态氚的自动在线监测，有利于提高监测效率；能够实现大气环境及气态流出物中氚的无人值守、长时间全自动采样与测量，实现对空气中低浓度氚的在线监测；可在遇有核辐射事故时快速启动，提高核应急监测的响应速度。

1.一种放射性气态流出物中氚自动测量系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的放射性气态流出物中氚自动测量系统，其特征在于，所述含氚液体制样单元包括水泵和纯净水箱，所述纯净水箱通过所述水泵与所述采样瓶连通。

3.根据权利要求2所述的放射性气态流出物中氚自动测量系统，其特征在于，所述含氚液体制样单元包括第一蠕动泵、第二蠕动泵和闪烁液贮存箱，所述采样瓶通过所述第一蠕动泵与所述测量瓶连通，所述闪烁液贮存箱通过所述第二蠕动泵与所述测量瓶连通。

4.根据权利要求3所述的放射性气态流出物中氚自动测量系统，其特征在于，所述送样操作单元包括导轨、操作夹爪和旋转夹爪，所述操作夹爪移动安装在所述导轨上；

5.根据权利要求4所述的放射性气态流出物中氚自动测量系统，其特征在于，所述自动测量单元内设有测量瓶支撑板和遮光盖，测量瓶进入自动测量单元进样口后，自动测量单元松开测量瓶支撑板，使测量瓶进入测量工位，随后关闭遮光盖，使用光电倍增管测量闪烁光谱，测量结束后计算氚的活度。