[发明专利]气载氚监测仪的现场校准装置

说明书

技术领域

本发明涉及电离辐射计量领域，具体是气载氚监测仪的现场校准装置。

背景技术

军用同位素、核燃料生产与使用、反应堆、核电站等核设施运行中会释放出气态氚。这些气态氚一方面会对人员带来辐射危害及环境污染，另一方面，气态氚的排放量又是核设施运行及环境安全评价的重要依据。 目前，已有多个核设施及放射性工作场所安装了气载氚监测仪。对于该类监测仪，根据《中华人民共和国计量法》，属于强制检定范畴，必须进行周期检定（或校准）。然而由于国内还没有建立相应的标准及技术规范，气载氚监测仪的校准工作还没有开展，其测量结果的准确性不能得到保证。另外，核设施中气载氚监测仪作为工艺监测系统的一部分，在设备安装调试运行后，由于不便拆卸及运行后存在污染等原因，不能送至实验室进行量值溯源，只能进行现场校准。

经专利查新，气载氚监测仪的现场校准技术还处于研究阶段，未检索到任何具有类似功能气载氚监测仪的现场校准装置的文字记载。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于气载氚监测仪的现场校准装置，解决目前的气载氚监测仪其量值难以溯源的问题，保其监测结果的准确与可靠性。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

气载氚监测仪的现场校准装置，包括依次连接的空气处理器、鼓泡单元、传递仪器、抽气泵、以及回收单元，其中：空气处理器：用于对进入的空气进行过滤和干燥；鼓泡单元：用于氚水的鼓泡，形成饱和氚气流；传递仪器：用于与被校准检测仪串接，并对现场产生的氚气流活度浓度进行测量；抽气泵：用于氚气流鼓泡，以及将氚气流抽入回收单元进行回收提供动力；回收单元：将回收的氚气流进行冷却回收。本发明的系统中，空气处理器的作用是对空气进行过滤和干燥，然后通入到鼓泡单元进行鼓泡，形成饱和氚气流输送给传递仪器进行测量，测量校准完毕后通过抽气泵将氚气流输送至回收单元进行氚水回收，利用本发明的系统进行现场校准的过程如下：首先在实验室对传递仪器进行校准，得到校准因子，然后利用校准过的传递仪器对现场产生的氚气流活度浓度进行测量，测量读数乘以校准因子即可得到现场氚气流活度浓度约定真值；再使用被校氚监测仪对现场产生的氚气流活度浓度进行测量，得到一个测量值；最后将现场氚气流活度浓度约定真值与被校气载氚监测仪测量得到的测量值进行对比，其比值即为被校仪器的校准因子；本发明的气载氚监测仪的现场校准装置鼓出氚气流活度浓度范围：取决于鼓泡用氚水总活度，能满足大部分目前核设施在用氚监测仪测量量程的校准；鼓出氚气流活度浓度合成标准不确定度：≤10％；回收器对氚化水蒸气的回收效率可达99%以上。

所述的空气处理器包括圆锥形的过滤器，过滤器内具有过滤膜，过滤器的出口连接干燥器，干燥器的两端为连接端口。具体的讲，空气处理器包括过滤器，过滤器呈圆锥形，其底部直径大并设置有网孔板，在网孔板上安装过滤膜，过滤膜位于干燥器的入口一端，干燥器为圆柱状结构，其两端为堆塔形结构，用于与管道连接，通过过滤和干燥，空气已经能够满足实验的需要。

所述的过滤器采用不锈钢制成，过滤膜采用网孔为0.5μm的玻璃纤维纸制成；干燥器内的采用变色硅胶和分子筛作为干燥剂。具体的讲，过滤器采用不锈钢制成，具有较好的可塑性，其表面光洁，不易沾灰，便于使用，网孔为0.5μm的玻璃纤维纸作为过滤膜，具有较好的过滤能力，可以清除空起中的悬浮颗粒，变色硅胶和分子筛作为干燥剂，可以吸附粒径更加小的颗粒和水分子。

鼓泡单元包括恒温容器，以及浸泡在恒温容器内的鼓泡器，鼓泡器包括套装的外管、内管，其中内管与空气处理器连通，其末端设置有鼓泡球，在鼓泡球上均匀分布有多个鼓泡孔；外管顶部通过出气管与传递仪器连通。进一步的讲，鼓泡器用于氚水的鼓泡，是现场校准装置最核心的部分，也是整个技术方案中的难点，鼓泡器结构的合理性直接决定了是否能够鼓泡成功，经过多年的研究和实验，终于制造出了本方案的鼓泡器结构，由内而外的鼓泡方式，不仅增加了气体与氚水的接触面积，而且提高了氚水的挥发面积，有利于形成保和的氚水蒸汽，鼓泡球的结构可以使得气体的分散面积增加，从而提高其鼓泡的效率。

所述的鼓泡器采用无氧铜制成，在外管内壁、内管的内外壁均镀金形成镀金层。进一步讲，根据鼓泡器的功能和工作环境，经过多次的实验和长期的理论分析，申请人选择出了较好的材质：无氧铜来制成鼓泡器，利用其对氚的吸附特性以及热传导系数、硬度等物理特性，可以获得浓度较高的饱和气流。

所述鼓泡孔的直径为0.5 mm。