一種放射性氣溶膠的采樣測量裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及放射性氣溶膠的輻射監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種放射性氣溶膠的采樣測量裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在核設(shè)施運行、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，可能會產(chǎn)生放射性氣溶膠微粒。這些氣態(tài)物質(zhì)會迅速彌散到空氣中而污染核設(shè)施周圍環(huán)境，進而會影響人員與環(huán)境的輻射安全，因此需要對該放射性氣溶膠的含量進行采樣測量。
[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，不能邊采樣邊進行測量。CN200520146803公開了一種放射性氣溶膠采樣測量裝置，其利用粒徑分離功能來剝除氡釷子體對測量放射性氣溶膠的影響。但是，其存在以下缺點:采樣結(jié)構(gòu)復雜，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量裝置中的放射性氣溶膠粒子容易附著在該測量裝置的內(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)不能真實地表示空氣中的粒子數(shù)，也就無法準確獲得環(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)生損失而導致的測量不準確的問題，本發(fā)明旨在提供一種放射性氣溶膠的采樣測量裝置及其方法。
[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)置有錐形的探頭導流帽，所述探頭導流帽的錐頂設(shè)置于所述進氣口的正下方，探頭導流帽的下方設(shè)有探測器組件；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)有自動走紙裝置，該自動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空氣中的放射性氣溶膠微粒進行收集，隨著該容積式裝置內(nèi)徑的減小，在底部的橫切面積達到最小，容積內(nèi)部與外部會造成真空效應(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]所述探頭為面向濾紙的離子注入硅探測器。
[0011 ] 所述探測器組件還包括設(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連接。
[0012]所述自動走紙裝置具有托紙裝置、主動卷紙裝置和從動卷紙裝置，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卷紙裝置和從動卷紙裝置上。
[0013]所述采樣測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)施管道及場所內(nèi)的氣態(tài)流出物(負載有放射性氣溶膠的流體)被主動地采集到濾紙上，通過探測器組件探測放射性氣溶膠放射的α、β射線。優(yōu)選地，探測器組件發(fā)送的探測信號可以進行放大整形，從而輸出一定幅度的信號，以便于更好地觀察。
[0014]本發(fā)明還提供一種上述采樣測量裝置的采樣測量方法，該方法包括:負載有放射性氣溶膠的流體通過進氣口進入球形的采樣頭；所述流體被錐形的探頭導流帽導向球形的采樣頭的內(nèi)壁并向下運動；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粒子被探測器組件所探測；以及不含有放射性氣溶膠的流體進入出氣管。在本發(fā)明的方法中，負載有放射性氣溶膠的流體經(jīng)錐形的探頭導流帽分流后，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)明通過自動走紙裝置進行采樣，通過探測器組件進行測量，從而實現(xiàn)了采樣和測量的一體化。同時，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，確保測量的準確性。通過球形采樣頭的內(nèi)壁的拋光設(shè)計，可以進一步減少放射性氣溶膠粒子在采樣頭的內(nèi)壁上的附著。由于自動走紙裝置設(shè)置于采樣室內(nèi)，只要打開該采樣室即可對自動走紙裝置的濾紙進行更換，方便快捷。另外，由于探測器組件設(shè)置于采樣頭內(nèi)，球形殼體能阻擋宇宙的β和γ射線對測量的影響，無需進行額外的鉛屏蔽，因而結(jié)構(gòu)簡單緊湊。
【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量方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細描述。
[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，負載有放射性氣溶膠的流體(例如核設(shè)施工作場所的空氣)在沿球形內(nèi)壁流動時，會產(chǎn)生加速度從而加速流動，進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)真實地反映空氣中的放射性氣溶膠粒子數(shù)，從而確保測量的準確性。
[0021]在進氣口 Ia的正下方，采樣頭I內(nèi)設(shè)置有錐形的探頭導流帽2，負載有放射性氣溶膠的流體被錐形的探頭導流帽2分流后，被導向為均勻地分布在球形的采樣頭I的內(nèi)壁四周，并沿著球形的內(nèi)壁向下流動。
[0022]在探頭導流帽2的下方，采樣頭I內(nèi)設(shè)置有探測器組件。所述探測器組件包括探頭組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與工控機連接，最終完成放射性氣溶膠的α、β測量。在本實施例中，該探頭8為離子注入硅探測器。