一種放射性氣溶膠的采樣測(cè)量裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射性氣溶膠的輻射監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種放射性氣溶膠的采樣測(cè)量裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在核設(shè)施運(yùn)行、核燃料制備和分離、乏燃料后處理以及放射性廢物的處理和處置過程中，可能會(huì)產(chǎn)生放射性氣溶膠微粒。這些氣態(tài)物質(zhì)會(huì)迅速彌散到空氣中而污染核設(shè)施周圍環(huán)境，進(jìn)而會(huì)影響人員與環(huán)境的輻射安全，因此需要對(duì)該放射性氣溶膠的含量進(jìn)行采樣測(cè)量。
[0003]現(xiàn)有的放射性氣溶膠采樣裝置大部分只有采樣收集功能，不能邊采樣邊進(jìn)行測(cè)量。CN200520146803公開了一種放射性氣溶膠采樣測(cè)量裝置，其利用粒徑分離功能來剝除氡釷子體對(duì)測(cè)量放射性氣溶膠的影響。但是，其存在以下缺點(diǎn):采樣結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且放射性氣溶膠粒子和氡釷子體不能徹底分離，造成放射性氣溶膠粒子的損失；另外，該放射性氣溶膠采樣測(cè)量裝置中的放射性氣溶膠粒子容易附著在該測(cè)量裝置的內(nèi)套筒內(nèi)壁上，造成放射性氣溶膠粒子的損失。因此濾紙上采集的放射性氣溶膠粒子數(shù)不能真實(shí)地表示空氣中的粒子數(shù)，也就無法準(zhǔn)確獲得環(huán)境中放射性氣溶膠的含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的放射性氣溶膠粒子在采樣過程中發(fā)生損失而導(dǎo)致的測(cè)量不準(zhǔn)確的問題，本發(fā)明旨在提供一種放射性氣溶膠的采樣測(cè)量裝置及其方法。
[0005]本發(fā)明提供的放射性氣溶膠的采樣測(cè)量裝置，包括采樣頭以及和采樣頭密封連接的采樣室，其中，所述采樣頭為球形，該采樣頭的頂壁上設(shè)置有進(jìn)氣口，底壁上設(shè)置有圓形通孔；在該采樣頭內(nèi)設(shè)置有錐形的探頭導(dǎo)流帽，所述探頭導(dǎo)流帽的錐頂設(shè)置于所述進(jìn)氣口的正下方，探頭導(dǎo)流帽的下方設(shè)有探測(cè)器組件；所述采樣室中具有貫穿該采樣室設(shè)置的出氣管，該出氣管與采樣頭的圓形通孔連通并與圓形通孔之間有狹縫，采樣室內(nèi)設(shè)有自動(dòng)走紙裝置，該自動(dòng)走紙裝置上配置有穿過狹縫延伸的濾紙。在本發(fā)明的裝置中，通過球形的采樣頭對(duì)空氣中的放射性氣溶膠微粒進(jìn)行收集，隨著該容積式裝置內(nèi)徑的減小，在底部的橫切面積達(dá)到最小，容積內(nèi)部與外部會(huì)造成真空效應(yīng)，產(chǎn)生一定的壓差，氣流加速，從而加大吸入速度，采集更多的放射性氣溶膠微粒，從而增加氣體收集效率。
[0006]該采樣頭由通過固定銷連接的上半球殼體和下半球殼體組成。
[0007]上半球殼體和下半球殼體之間設(shè)置有O型密封圈。
[0008]所述采樣頭的內(nèi)壁經(jīng)過拋光處理。
[0009]所述探測(cè)器組件包括探頭組、探頭、探頭外殼和探頭密封蓋，其中，探頭設(shè)置于探頭組的底部，探頭密封蓋設(shè)置于探頭組的頂部，探頭外殼包裹探頭組的側(cè)部。
[0010]所述探頭為面向?yàn)V紙的離子注入硅探測(cè)器。
[0011 ] 所述探測(cè)器組件還包括設(shè)置于探頭密封蓋上的電纜插頭，所述探頭組通過該電纜插頭與工控機(jī)連接。
[0012]所述自動(dòng)走紙裝置具有托紙裝置、主動(dòng)卷紙裝置和從動(dòng)卷紙裝置，其中，濾紙支撐在所述托紙裝置上，所述濾紙的兩端分別卷繞在主動(dòng)卷紙裝置和從動(dòng)卷紙裝置上。
[0013]所述采樣測(cè)量裝置還包括有與所述出氣管連接的抽氣泵。借助于該抽氣泵，核設(shè)施管道及場(chǎng)所內(nèi)的氣態(tài)流出物(負(fù)載有放射性氣溶膠的流體)被主動(dòng)地采集到濾紙上，通過探測(cè)器組件探測(cè)放射性氣溶膠放射的α、β射線。優(yōu)選地，探測(cè)器組件發(fā)送的探測(cè)信號(hào)可以進(jìn)行放大整形，從而輸出一定幅度的信號(hào)，以便于更好地觀察。
[0014]本發(fā)明還提供一種上述采樣測(cè)量裝置的采樣測(cè)量方法，該方法包括:負(fù)載有放射性氣溶膠的流體通過進(jìn)氣口進(jìn)入球形的采樣頭；所述流體被錐形的探頭導(dǎo)流帽導(dǎo)向球形的采樣頭的內(nèi)壁并向下運(yùn)動(dòng)；所述流體通過圓形通孔，其中，流體中的放射性氣溶膠沉積在濾紙上，該沉積在濾紙上的放射性氣溶膠發(fā)射的α、β粒子被探測(cè)器組件所探測(cè)；以及不含有放射性氣溶膠的流體進(jìn)入出氣管。在本發(fā)明的方法中，負(fù)載有放射性氣溶膠的流體經(jīng)錐形的探頭導(dǎo)流帽分流后，流體沿著球形的采樣頭的內(nèi)壁流向下方，該球形的內(nèi)壁使流體發(fā)生偏轉(zhuǎn)并使流體加速流向采樣頭的圓形通孔，從而減少放射性氣溶膠粒子在采樣過程中的損失。
[0015]本發(fā)明通過自動(dòng)走紙裝置進(jìn)行采樣，通過探測(cè)器組件進(jìn)行測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)了采樣和測(cè)量的一體化。同時(shí)，通過球形的采樣頭使得放射性氣溶膠粒子加速流向圓形通孔，從而減少放射性氣溶膠在采樣過程中的損失，提高了放射性氣溶膠的采集效率，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。通過球形采樣頭的內(nèi)壁的拋光設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步減少放射性氣溶膠粒子在采樣頭的內(nèi)壁上的附著。由于自動(dòng)走紙裝置設(shè)置于采樣室內(nèi)，只要打開該采樣室即可對(duì)自動(dòng)走紙裝置的濾紙進(jìn)行更換，方便快捷。另外，由于探測(cè)器組件設(shè)置于采樣頭內(nèi)，球形殼體能阻擋宇宙的β和γ射線對(duì)測(cè)量的影響，無需進(jìn)行額外的鉛屏蔽，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。
【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明的放射性氣溶膠的采樣測(cè)量裝置的示意圖；以及
[0017]圖2是根據(jù)本發(fā)明的放射性氣溶膠的采樣測(cè)量方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并予以詳細(xì)描述。
[0019]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的放射性氣溶膠的采樣測(cè)量裝置，其包括彼此密封連接的采樣頭I和采樣室4。
[0020]其中，采樣頭I設(shè)置為球形，其頂壁上設(shè)置有進(jìn)氣口 la，底壁上設(shè)置有圓形通孔Ibo該采樣頭I由通過固定銷6連接的上半球殼體5和下半球殼體7組成。上半球殼體5和下半球殼體7之間設(shè)置有O型密封圈。采樣頭I的內(nèi)壁經(jīng)過拋光處理，從而減少放射性氣溶膠附著在采樣頭的內(nèi)壁上的損失。另外，由于該采樣頭I為球形，負(fù)載有放射性氣溶膠的流體(例如核設(shè)施工作場(chǎng)所的空氣)在沿球形內(nèi)壁流動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生加速度從而加速流動(dòng)，進(jìn)一步減少放射性氣溶膠附著在內(nèi)壁上的損失，如此，所有的放射性氣溶膠加速流向圓形通孔lb，并沉積在被支撐于此處的濾紙20上，濾紙20上的放射性氣溶膠粒子數(shù)真實(shí)地反映空氣中的放射性氣溶膠粒子數(shù)，從而確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。
[0021]在進(jìn)氣口 Ia的正下方，采樣頭I內(nèi)設(shè)置有錐形的探頭導(dǎo)流帽2，負(fù)載有放射性氣溶膠的流體被錐形的探頭導(dǎo)流帽2分流后，被導(dǎo)向?yàn)榫鶆虻胤植荚谇蛐蔚牟蓸宇^I的內(nèi)壁四周，并沿著球形的內(nèi)壁向下流動(dòng)。
[0022]在探頭導(dǎo)流帽2的下方，采樣頭I內(nèi)設(shè)置有探測(cè)器組件。所述探測(cè)器組件包括探頭組3、探頭8、探頭外殼9、探頭密封蓋10和電纜插頭11，其中，探頭8設(shè)置于探頭組3的底部，探頭密封蓋10設(shè)置于探頭組3的頂部，探頭外殼9包裹探頭組3的側(cè)部，電纜插頭11設(shè)置于探頭密封蓋10上，所述探頭組3通過該電纜插頭11與工控機(jī)連接，最終完成放射性氣溶膠的α、β測(cè)量。在本實(shí)施例中，該探頭8為離子注入硅探測(cè)器。