本發(fā)明涉及核技術(shù)應(yīng)用電離輻射計(jì)量領(lǐng)域，具體地，涉及一種放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

軍用核動(dòng)力裝置、反應(yīng)堆運(yùn)行、核電站運(yùn)營等核設(shè)施運(yùn)行中均會(huì)釋放出放射性惰性氣體，這些惰性氣體的排放量是其安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)的重要參數(shù)，能準(zhǔn)確反應(yīng)核設(shè)施的運(yùn)行狀況。同時(shí)，放射性惰性氣體排放到空氣中會(huì)造成環(huán)境污染并給人員帶來輻射危害，特別是一些特殊場(chǎng)所，空間狹小，如果產(chǎn)生的放射性惰性氣體不能有效監(jiān)測(cè)與處理，會(huì)對(duì)人員帶來極大傷害。因此這些場(chǎng)所安裝了大量的惰性氣體監(jiān)測(cè)儀用于放射性惰性氣體活度濃度的測(cè)量。

由于目前國內(nèi)尚未建立放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)方法，大部分使用單位僅僅是對(duì)這些監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行了通電等功能性檢查，并不能保證其監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

綜上所述，本申請(qǐng)發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)發(fā)明技術(shù)方案的過程中，發(fā)現(xiàn)上述技術(shù)至少存在如下技術(shù)問題：

在現(xiàn)有技術(shù)中，沒有放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)方法，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性不能保證的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法及系統(tǒng)，解決了沒有放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)方法，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性不能保證的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，保證放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的技術(shù)效果。

放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)技術(shù)在國內(nèi)還處于研究階段，本發(fā)明利用放射性惰性氣體定值分裝系統(tǒng)建立了一種放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法，直接使用放射性惰性氣體對(duì)惰性氣體監(jiān)測(cè)儀實(shí)現(xiàn)快速校準(zhǔn)。

本申請(qǐng)建立了一種放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)，解決其量值溯源難題，保證其監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確與可靠。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)一方面提供了一種放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法，所述方法包括：

步驟1：將定值系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀、定容裝置分別通過閥門與氣管連通組成校準(zhǔn)系統(tǒng)，利用定值系統(tǒng)對(duì)放射性惰性氣體定值，獲得被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室內(nèi)放射性氣體的活度濃度；

步驟2：放射性惰性氣體定值完成后，打開被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行多次讀數(shù)，基于讀數(shù)的平均值計(jì)算出被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀最大量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子；

步驟3：完成步驟2后，關(guān)閉定值系統(tǒng)與氣管之間的閥門，然后打開定容裝置與氣管之間的閥門，利用定容裝置的預(yù)設(shè)空間對(duì)被校放射性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室進(jìn)行第一次稀釋，并計(jì)算出第一次稀釋后的放射性氣體活度濃度；

步驟4：依次打開定容裝置中的多個(gè)子閥門，分別利用定容裝置中的多個(gè)預(yù)設(shè)空間對(duì)被校放射性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室進(jìn)行多次稀釋，分別計(jì)算出每次稀釋后的放射性氣體活度濃度；

步驟5：基于計(jì)算出的稀釋后的放射性氣體活度濃度，計(jì)算被校儀器不同量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子，然后對(duì)不同量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子求平均值，將該平均值作為被校儀器的校準(zhǔn)因子。

不同量程內(nèi)儀器的校準(zhǔn)因子按照如下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中:ki—被校儀器不同量程內(nèi)儀器的校準(zhǔn)因子；

—被校儀器不同量程內(nèi)稀釋后的放射性氣體活度濃度，bq/l或bq/m³；

ci—被校儀器不同量程的讀數(shù)，bq/l或bq/m³。

所述步驟1具體包括：首先，將定值系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀、定容裝置分別通過閥門與氣管連通組成校準(zhǔn)系統(tǒng)，定容裝置中設(shè)有預(yù)設(shè)量空間，定容裝置中設(shè)有n個(gè)子閥門，n為大于等于1的正整數(shù)，每個(gè)子閥門開啟后能夠增加相應(yīng)預(yù)設(shè)量的稀釋空間或體積；利用校準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)具體過程為：1、初始狀態(tài)時(shí)定容裝置中是空氣，2、然后對(duì)包括定容裝置的所有系統(tǒng)抽真空，3、當(dāng)達(dá)到一定真空度后，將放射性氣體和工作氣體依次充入校準(zhǔn)系統(tǒng)，那么定值系統(tǒng)與被校準(zhǔn)惰性氣體監(jiān)測(cè)儀內(nèi)的放射性氣體活度濃度保持一致。然后利用定值系統(tǒng)對(duì)放射性氣體定值，并同時(shí)對(duì)被校準(zhǔn)儀器的最大量程進(jìn)行校準(zhǔn)，4、對(duì)最大量程校準(zhǔn)后，打開定容裝置的閥門，放射性氣體的體積變大，此時(shí)達(dá)到了對(duì)校準(zhǔn)系統(tǒng)中放射性氣體稀釋的目的(工作氣體使校準(zhǔn)過程中系統(tǒng)一直保持常壓)，氣體活度濃度變?nèi)鹾缶涂蓪?duì)被校儀器的下一個(gè)量程進(jìn)行校準(zhǔn)，5、依次類推，每次多打開定容裝置的一個(gè)閥門對(duì)放射性氣體進(jìn)行稀釋，直到被校儀器所有量程均被校準(zhǔn)。

進(jìn)一步的，所述步驟2具體包括：

放射性惰性氣體定值完成后，打開被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行多次讀數(shù)，利用式(1)計(jì)算被校儀器最大量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子：

式中：kmax—被校儀器最大量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子；—被校儀器最大量程內(nèi)讀數(shù)的平均值；a—放射性惰性氣體活度濃度。

進(jìn)一步的，稀釋后的放射性氣體活度濃度可通過原氣體活度濃度和體積通過公式(2)式計(jì)算：

式中：a^/—稀釋后的放射性氣體活度濃度值；b—被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的腔室體積和管道體積之和；v—通過定容裝置增加的體積。

另一方面，本申請(qǐng)還提供了一種放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：定值系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、定容裝置、放射性氣體儲(chǔ)存鋼瓶、工作氣體存儲(chǔ)鋼瓶，其中，定值系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀、定容裝置分別通過閥門與氣管連通，放射性氣體儲(chǔ)存鋼瓶和工作氣體存儲(chǔ)鋼瓶分別通過第二氣管與真空系統(tǒng)，第二氣管上設(shè)有氣閥，定容裝置中設(shè)有預(yù)設(shè)空間，定容裝置中設(shè)有n個(gè)子閥門，n為大于等于1的正整數(shù)，每個(gè)子閥門開啟后能夠增加相應(yīng)預(yù)設(shè)量的空間。

其中，定容裝置中設(shè)有n個(gè)隔板，n個(gè)隔板將定容裝置內(nèi)分隔為n+1個(gè)擴(kuò)容區(qū)，每個(gè)隔板上分別設(shè)有一子閥門，子閥門與擴(kuò)容區(qū)一一對(duì)應(yīng)，子閥門開啟后將增加相應(yīng)氣體存儲(chǔ)空間。

本申請(qǐng)中的放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)系統(tǒng)采用本申請(qǐng)中的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量。

其中，本申請(qǐng)中的定值系統(tǒng)用來對(duì)放射性惰性氣體定值，定值系統(tǒng)包括探測(cè)器和二次儀表。其中，探測(cè)器由三根結(jié)構(gòu)完全相同而長(zhǎng)度不同的圓柱形正比計(jì)數(shù)管并列組成，二次儀表包括前置放大器、主放大器、單道分析器、門產(chǎn)生器和六路計(jì)數(shù)器。三根正比計(jì)數(shù)管并排排列之后由一根不銹鋼管與真空系統(tǒng)連接，請(qǐng)參考圖3。

其中，本申請(qǐng)中的真空系統(tǒng)用來抽取放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)系統(tǒng)中的空氣，從而確保進(jìn)入該系統(tǒng)中放射性氣體的純度。真空系統(tǒng)由不銹鋼管道、機(jī)械泵、分子泵和顯示儀表組成。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊粋€(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

(1)本校準(zhǔn)方法無需將定值后的放射性惰性氣體進(jìn)行分裝和轉(zhuǎn)移，不僅能快速的實(shí)現(xiàn)惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)而且避免了放射性氣體轉(zhuǎn)移過程中氣體泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高了校準(zhǔn)工作的安全性；

(2)本校準(zhǔn)方法只需通過對(duì)放射性惰性氣體的1次定值就可實(shí)現(xiàn)被校儀器不同量程內(nèi)對(duì)放射性氣體活度濃度的需求，避免了分別對(duì)不同活度濃度下放射性惰性氣體定值的復(fù)雜性。

(3)本校準(zhǔn)方法通過定容裝置改變放射性惰性氣體的活度濃度，實(shí)現(xiàn)對(duì)放射性惰性氣體的定量稀釋從而滿足被校儀器不同量程的需求。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定；

圖1是本申請(qǐng)中放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法的流程示意圖；

圖2是本申請(qǐng)中放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)系統(tǒng)的組成示意圖；

圖3是本申請(qǐng)中定值系統(tǒng)組成示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法及系統(tǒng)，解決了沒有放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的校準(zhǔn)方法，導(dǎo)致監(jiān)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性不能保證的技術(shù)問題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，保證放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性的技術(shù)效果。

為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在相互不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。

在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述范圍內(nèi)的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。

請(qǐng)參考圖1，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀校準(zhǔn)方法，所述方法包括：

步驟1：將定值系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀、定容裝置分別通過閥門與氣管連通組成校準(zhǔn)系統(tǒng)，利用定值系統(tǒng)對(duì)放射性惰性氣體定值，獲得被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室內(nèi)放射性氣體的活度濃度；

步驟2：放射性惰性氣體定值完成后，打開被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行多次讀數(shù)，基于讀數(shù)的平均值計(jì)算出被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀最大量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子；

步驟3：完成步驟2后，關(guān)閉定值系統(tǒng)與氣管之間的閥門，然后打開定容裝置與氣管之間的閥門，利用定容裝置的預(yù)設(shè)空間對(duì)被校放射性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室進(jìn)行第一次稀釋，并計(jì)算出第一次稀釋后的放射性氣體活度濃度；

步驟4：依次打開定容裝置中的多個(gè)子閥門，分別利用定容裝置中的多個(gè)預(yù)設(shè)空間對(duì)被校放射性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室進(jìn)行多次稀釋，分別計(jì)算出每次稀釋后的放射性氣體活度濃度；

步驟5：基于計(jì)算出的稀釋后的放射性氣體活度濃度，計(jì)算被校儀器不同量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子，然后對(duì)不同量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子求平均值，將該平均值作為被校儀器的校準(zhǔn)因子。

本校準(zhǔn)方法包括放射性惰性氣體的定值、計(jì)算被校儀器最大量程的校準(zhǔn)因子、通過定容裝置對(duì)定值后的氣體進(jìn)行稀釋和計(jì)算被校儀器不同量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子四個(gè)部分。

(1)放射性惰性氣體的定值：

按照附圖2所示，將被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀與真空系統(tǒng)、定值系統(tǒng)和定容裝置連接，并打開所有閥門對(duì)系統(tǒng)抽真空。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到預(yù)期的真空度后，關(guān)閉閥門3、閥門4和閥門5。將一定量的放射性工作氣體通入真空系統(tǒng)、定值系統(tǒng)和被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀，再將一定量的工作氣體按照同樣的方法通入真空系統(tǒng)、定值系統(tǒng)和被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀使系統(tǒng)保持常壓(此時(shí)定值系統(tǒng)與被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀具有相同活度濃度的放射性氣體)。待氣體混合均勻后，利用定值系統(tǒng)對(duì)放射性惰性氣體定值，就可得到被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室內(nèi)放射性氣體的活度濃度。

(2)計(jì)算被校儀器最大量程的校準(zhǔn)因子：

放射性惰性氣體定值完成后，打開被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行讀數(shù)，讀數(shù)不少于10次。利用(1)式計(jì)算被校儀器最大量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子。

式中：kmax—被校儀器最大量程內(nèi)的校準(zhǔn)因子；—被校儀器最大量程內(nèi)讀數(shù)的平均值；a—放射性惰性氣體活度濃度。

(3)定值后的放射性氣體定量稀釋：

完成被校儀器最大量程的校準(zhǔn)后，關(guān)閉閥門6，然后打開閥門3。此時(shí)被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀與定容裝置連通，被校放射性氣體監(jiān)測(cè)儀腔室內(nèi)的氣體將會(huì)被稀釋(體積增加了1l)，稀釋后的放射性氣體活度濃度可通過原氣體活度濃度和體積通過(2)式計(jì)算。

式中：a^/—稀釋后的放射性氣體活度濃度值；b—被校放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀的腔室體積；v—通過定容裝置增加的體積。

通過同樣的方法，在進(jìn)行下一個(gè)量程校準(zhǔn)時(shí)，打開閥門4完成氣體再次稀釋。依次類推，再打開閥門5完成氣體的第3次稀釋。

本發(fā)明創(chuàng)建了通過定容裝置改變體積從而達(dá)到定量稀釋已知活度濃度放射性氣體的方法。在此方法的基礎(chǔ)上，安全、快速的實(shí)現(xiàn)了放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀不同量程內(nèi)的校準(zhǔn)。

該方法簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)。僅僅只需對(duì)放射性惰性氣體的1次定值就可到不同已知活度濃度的放射性氣體。另外利用該方法對(duì)放射性惰性氣體監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，無需將放射性氣體轉(zhuǎn)移和分裝，使放射性氣體在校準(zhǔn)的整個(gè)過程中始終處于系統(tǒng)內(nèi)部，有效的防止了氣體轉(zhuǎn)移分裝過程中存在的危險(xiǎn)性。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。