分體式水體放射性γ核素測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】分體式水體放射性γ核素測量系統(tǒng)，涉及輻射監(jiān)測設(shè)備。設(shè)有水樣采集單元、探測器單元、屏蔽單元、內(nèi)膽單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)存儲通訊單元；所述水樣采集單元的水樣出口接探測器單元的水樣進(jìn)口，探測器單元設(shè)于屏蔽單元內(nèi)，屏蔽單元設(shè)于內(nèi)膽單元內(nèi)，接探測器單元的水樣出口接排水管，探測器單元的實(shí)時(shí)水樣放射性核素信號輸出端通過數(shù)據(jù)線接數(shù)據(jù)處理單元的輸入端，經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行核素識別與定量分析的結(jié)果由數(shù)據(jù)處理單元的輸出端接數(shù)據(jù)存儲通訊單元的輸入端，數(shù)據(jù)存儲通訊單元的輸出端輸出信號傳送至數(shù)據(jù)管理中心。實(shí)現(xiàn)了水體環(huán)境放射性核素的快速定量監(jiān)測，提升了系統(tǒng)的測量效率和核素分辨效果，有效提高了監(jiān)測的時(shí)效性。
【專利說明】分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輻射監(jiān)測設(shè)備，尤其涉及分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]應(yīng)急輻射監(jiān)測是核應(yīng)急準(zhǔn)備和響應(yīng)中的必不可少的應(yīng)急響應(yīng)行動(dòng)之一，其作用在于為輻射事故的探查、評價(jià)以及事故控制緩解行動(dòng)和緊急輻射防護(hù)行動(dòng)的決策提供依據(jù)。目前，我國是世界上核能利用發(fā)展最快的國家，目前的核電站已有6座運(yùn)行和3座在建。根據(jù)2009年提出的核電中長期規(guī)劃修改意見，至2020年我國核電運(yùn)行裝機(jī)容量為7000萬千瓦。我國大部分核電站位于東部沿海地區(qū)，核電廠進(jìn)入臨近海域的放射性的快速監(jiān)測與評價(jià)方法是海洋管理部門、當(dāng)?shù)卣⒐姟⒑穗姀S業(yè)主及相關(guān)研究人員密切關(guān)注的問題。
[0003]2011年3月11日，日本東北部發(fā)生里氏9.0級大地震和強(qiáng)烈海嘯，進(jìn)而引發(fā)的福島核電站放射性物質(zhì)泄露事故引發(fā)全球關(guān)注。核事故發(fā)生后，放射性物質(zhì)大量釋放到環(huán)境中，對環(huán)境生態(tài)安全和公眾健康產(chǎn)生了影響，并通過海洋、大氣等途徑向全球擴(kuò)散。如何快速評估放射性物質(zhì)在海洋中的擴(kuò)散和運(yùn)移過程成為核應(yīng)急情況和平時(shí)海洋環(huán)境監(jiān)測工作的重要內(nèi)容。建立海洋環(huán)境放射性快速檢測方法，研制快速監(jiān)測裝置在福島核危機(jī)的背景下就顯得尤為重要和迫切。
[0004]水體放射性環(huán)境監(jiān)測采用的方法分為兩種方法:水下就地Y能譜測量方法和實(shí)驗(yàn)室樣品分析。其中，實(shí)驗(yàn)室樣品分析方法是核電站液體流出物常規(guī)監(jiān)測方法。由于海洋中放射性核素含量比較少，通常需要大量采集當(dāng)?shù)睾Ｋ?，并通過放射化學(xué)前期處理富集樣品，最后用低本底伽瑪譜儀進(jìn)行測量。由于需要樣品數(shù)量大、采樣比較困難，此方法采樣頻次一般都不高。例如我國環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(HJ/T61-2001)規(guī)定壓水堆核電站每半年在排放口附近海域采集海水樣品I次進(jìn)行伽瑪核素分析。但在事故情況下，比如2011年3月福島核電站事故的情況下，靠實(shí)驗(yàn)室樣品分析方法很難實(shí)時(shí)監(jiān)測到放射性流出物在海洋中的泄露。因此，一些發(fā)達(dá)國家(如德國、希臘、英國、俄羅斯等)采用水下就地Y能譜測量方法建設(shè)了海洋放射性環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，使用碘化鈉等閃爍探測器研究海洋或其它水體中的放射性核素，但由于這些探測器存在分比率較低等問題，無法有效識別海水環(huán)境中的多數(shù)的人工放射性核素，特別是能量范圍相近的核素。
[0005]隨著我國核能與核技術(shù)利用的快速發(fā)展，研究能快速定量分析監(jiān)測海洋環(huán)境放射性核素的方法和技術(shù)，已經(jīng)成為我國環(huán)境監(jiān)測中特別是核應(yīng)急情況下的迫切需求，具有非常重要的意義。
[0006]蘇耿華等(蘇耿華，曾志，程建平，等.海水就地測量探測器探測效率的MonteCarlo研究.核電子學(xué)與探測技術(shù)，2010,30 (4):451-455)報(bào)道了海水就地測量探測器探測效率的Monte Carlo研究。
[0007]發(fā)明目的
[0008]本發(fā)明的目的在于針對目前相關(guān)技術(shù)存在的分別率低、核素識別困難、環(huán)境本底影響大的問題，提供一種可實(shí)現(xiàn)環(huán)境水體放射性核素的快速定量監(jiān)測，提升系統(tǒng)的測量效率和核素分辨效果，有效降低環(huán)境放射性本底對測量結(jié)果影響的分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明設(shè)有水樣采集單元、探測器單元、屏蔽單元、內(nèi)膽單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)存儲通訊單元；
[0010]所述水樣采集單元的水樣出口接探測器單元的水樣進(jìn)口，探測器單元設(shè)于屏蔽單元內(nèi)，屏蔽單元設(shè)于內(nèi)膽單元內(nèi)，接探測器單元的水樣出口接排水管，探測器單元的實(shí)時(shí)水樣放射性核素信號輸出端通過數(shù)據(jù)線接數(shù)據(jù)處理單元的輸入端，經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行核素識別與定量分析的結(jié)果由數(shù)據(jù)處理單元的輸出端接數(shù)據(jù)存儲通訊單元的輸入端，數(shù)據(jù)存儲通訊單元的輸出端輸出信號傳送至數(shù)據(jù)管理中心。
[0011]所述水樣采集單元可采用揚(yáng)程泵或潛水泵等。
[0012]所述探測器單元可采用至少2個(gè)探測器組成，所述探測器可選自溴化鑭探測器、硅探測器、鍺探測器、碲鋅鎘探測器等中的至少一種。
[0013]所述屏蔽單元可采用鉛屏蔽單元，屏蔽單元可采用圓形、方形或其他任意形狀，具有可拆卸功能。
[0014]所述內(nèi)膽單元可采用PVC、玻璃鋼或其它低放射性高強(qiáng)度材料制成。
[0015]所述數(shù)據(jù)處理單元主要對探測器生成信號進(jìn)行放大、甄別、成形，并自動(dòng)對信號進(jìn)行能譜分析及核素識別，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)譜功能。
[0016]所述數(shù)據(jù)存儲通訊單元可利用3G/CDMA/GSM/GPRS/無線電/衛(wèi)星通信以及USB/RS232/Ethernet等無線、有線方式實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的存儲以及與遠(yuǎn)程終端的通訊和數(shù)據(jù)傳輸，并向監(jiān)測裝置供電。
[0017]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了水體環(huán)境放射性核素的快速定量監(jiān)測，提升了系統(tǒng)的測量效率和核素分辨效果，有效提高了監(jiān)測的時(shí)效性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0020]參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例設(shè)有水樣采集單元1、探測器單元2、屏蔽單元3、內(nèi)膽單元
4、數(shù)據(jù)處理單元5和數(shù)據(jù)存儲通訊單元6。所述水樣采集單元I的水樣出口接探測器單元2的水樣進(jìn)口，探測器單元2設(shè)于屏蔽單元3內(nèi)，屏蔽單元3設(shè)于內(nèi)膽單元4內(nèi)，接探測器單元2的水樣出口接排水管7，探測器單元2的實(shí)時(shí)水樣放射性核素信號輸出端通過數(shù)據(jù)線8接數(shù)據(jù)處理單元5的輸入端，經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元5進(jìn)行核素識別與定量分析的結(jié)果由數(shù)據(jù)處理單元5的輸出端接數(shù)據(jù)存儲通訊單元6的輸入端，數(shù)據(jù)存儲通訊單元6的輸出端輸出信號傳送至數(shù)據(jù)管理中心(在圖1中未畫出)。
[0021]所述水樣采集單元I采用揚(yáng)程泵或潛水泵等。
[0022]所述探測器單元2采用至少2個(gè)探測器組成，所述探測器可選自溴化鑭探測器、硅探測器、鍺探測器、碲鋅鎘探測器等中的至少一種。
[0023]所述屏蔽單元3可采用鉛屏蔽單元，屏蔽單元可采用圓形、方形或其他任意形狀，具有可拆卸功能。
[0024]所述內(nèi)膽單元4可采用PVC、玻璃鋼或其它低放射性高強(qiáng)度材料制成。
[0025]所述數(shù)據(jù)處理單元5主要對探測器生成信號進(jìn)行放大、甄別、成形，并自動(dòng)對信號進(jìn)行能譜分析及核素識別，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)譜功能。
[0026]所述數(shù)據(jù)存儲通訊單元6可利用3G/CDMA/GSM/GPRS/無線電/衛(wèi)星通信以及USB/RS232/Ethernet等無線、有線方式實(shí)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的存儲以及與遠(yuǎn)程終端的通訊和數(shù)據(jù)傳輸，并向監(jiān)測裝置供電。
[0027]水樣進(jìn)入內(nèi)膽單元按一定規(guī)律循環(huán)后排出，在此期間探測器單元實(shí)時(shí)探測內(nèi)膽中水樣中的放射性核素，并將信號傳送至數(shù)據(jù)處理單元，進(jìn)行核素識別與定量分析，然后再將分析結(jié)果通過數(shù)據(jù)存儲通訊單元傳送至數(shù)據(jù)管理中心。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)可以依托大型浮標(biāo)和船基等水上移動(dòng)或固定平臺進(jìn)行。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的測量流程如下:
[0030]水樣經(jīng)過采水單元進(jìn)入內(nèi)膽單元后，按一定方式在內(nèi)膽中循環(huán)一定的時(shí)間后排出，在這段時(shí)間內(nèi)，探測器單元對內(nèi)膽中的水樣進(jìn)行實(shí)時(shí)探測，并將信號傳輸至數(shù)據(jù)處理分析單元，在經(jīng)過核素識別后進(jìn)行定量分析，并獲得核素活度濃度信息，之后再通過數(shù)據(jù)存儲與傳輸系統(tǒng)將測量結(jié)果傳輸至岸基數(shù)據(jù)處理中心。
[0031]其中，探測器單元具有自動(dòng)穩(wěn)譜功能，可有效補(bǔ)償探測器受到所處環(huán)境溫度、濕度、震動(dòng)等可能因素的影響造成的漂移。每個(gè)探測器產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)過單獨(dú)的放大、甄別和成型電路，統(tǒng)一傳送到多道能譜分析單元。
[0032]屏蔽單元具有可拆卸功能，便于系統(tǒng)的整體移動(dòng)與安裝。在屏蔽模式下，探測器單元可有效剔除環(huán)境對系統(tǒng)本底的貢獻(xiàn)，在提高系統(tǒng)探測效率的同時(shí)，可有效降低系統(tǒng)本底。
[0033]數(shù)據(jù)處理單元在進(jìn)行核素分析時(shí)，具備自動(dòng)尋峰功能，可結(jié)合核數(shù)據(jù)庫給出全能峰對應(yīng)的核素信息。在進(jìn)行活度濃度測量時(shí)，需要對測量裝置的效率進(jìn)行刻度。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，本發(fā)明在結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)刻度源的基礎(chǔ)上，采取基于蒙特卡洛方法、數(shù)值計(jì)算方法等可用方法的虛擬效率刻度技術(shù)，實(shí)現(xiàn)測量裝置的效率刻度。
【權(quán)利要求】
1.分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有水樣采集單元、探測器單元、屏蔽單元、內(nèi)膽單元、數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)存儲通訊單元； 所述水樣采集單元的水樣出口接探測器單元的水樣進(jìn)口，探測器單元設(shè)于屏蔽單元內(nèi)，屏蔽單元設(shè)于內(nèi)膽單元內(nèi)，接探測器單元的水樣出口接排水管，探測器單元的實(shí)時(shí)水樣放射性核素信號輸出端通過數(shù)據(jù)線接數(shù)據(jù)處理單元的輸入端，經(jīng)數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行核素識別與定量分析的結(jié)果由數(shù)據(jù)處理單元的輸出端接數(shù)據(jù)存儲通訊單元的輸入端，數(shù)據(jù)存儲通訊單元的輸出端輸出信號傳送至數(shù)據(jù)管理中心。
2.如權(quán)利要求1所述分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)，其特征在于所述水樣采集單元采用揚(yáng)程泵或潛水泵。
3.如權(quán)利要求1所述分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)，其特征在于所述探測器單元采用至少2個(gè)探測器組成。
4.如權(quán)利要求3所述分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)，其特征在于所述探測器選自鍺探測器、溴化鑭探測器、硅探測器、碲鋅鎘探測器中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)，其特征在于所述屏蔽單元采用鉛屏蔽單元。
6.如權(quán)利要求1所述分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)，其特征在于所述屏蔽單元采用圓形屏蔽單元或方形屏蔽單元。
7.如權(quán)利要求1所述分體式水體放射性Y核素測量系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)膽單元采用PVC內(nèi)膽單元、玻璃鋼內(nèi)膽單元或其它低放射性高強(qiáng)度材料內(nèi)膽單元。
【文檔編號】G01T1/00GK103472474SQ201310418763
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】何建華, 曾志, 馬豪, 蘇健, 李奕良, 余雯, 門武, 程建平, 陳立奇 申請人:國家海洋局第三海洋研究所