[实用新型]一种空气中氚累积取样系统

说明书

技术领域

本实用新型属于辐射防护与环境保护技术领域，具体涉及一种空气中氚累积取样系统。

背景技术

在核电站、氚靶生产、中子发生器生产等涉氚场所在正常和事故工况下都会向环境中释放一定量的氚（包括HTO和HT），由于氚是氢的放射性同位素，具有β辐射，会对人体造成一定量的内照射危害，因此，需要对工作场所及流出物中的氚浓度进行测量。目前，国内外常采用电离室法进行氚浓度测量，然而测氚电离室的灵敏度一般在10⁵Bq/m³左右，远高于环境中的氚浓度（大约几十个Bq/m³）。由于环境空气具有一定的湿度，因此空气中的HT会向HTO发生转变，在常温（20℃）、常压（1atm）、正常湿度（50%-60%）下，大约60天左右会有一半HT转化为HTO，而HTO的吸入危害是HT的1.0×10⁴倍，因此，有必要采用一定的手段和方法进行环境中HTO和HT的测量。

目前，针对环境空气中氚的取样测量方法主要有“硅胶吸附法”和“鼓泡法”。“硅胶吸附法”是采用硅胶等干燥剂吸附空气中的HTO，然后采用高温蒸馏方式获取HTO；“鼓泡法”是将放射性气体通过有蒸馏水的洗瓶发生鼓泡，空气样品中的HTO与水进行同位素交换，在足够长的取样时间后，用液闪计数器测定鼓泡器收集水中的氚含量，从而可以求得空气中氚的平均浓度。相比较来说，“硅胶吸附法”的取样效率不仅与硅胶的吸附容量有关，而且与蒸馏装置的蒸馏效率有关，因此，“硅胶吸附法”的取样效率较低。而“鼓泡法”所用设备比较简单，取样效率较高。当前，亟需发展一种适于涉氚工作环境中的小型的氚累积取样系统以保护操作人员的人身安全。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种空气中氚累积取样系统。

本实用新型的空气中氚累积取样系统，其特点是：所述的氚累积取样系统包括与气体取样管道相连的过滤器，还包括三通Ⅰ和三通Ⅱ、催化床Ⅰ和催化床Ⅱ、鼓泡器Ⅰ、鼓泡器Ⅱ、鼓泡器Ⅲ、鼓泡器Ⅳ以及泵。

其连接关系是，过滤器通过三通Ⅰ分别与控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ的一端连接，控制阀Ⅰ的另一端依次通过鼓泡器Ⅰ、鼓泡器Ⅱ与三通Ⅱ的一端连接；控制阀Ⅱ的另一端依次通过催化床Ⅰ、催化床Ⅱ、鼓泡器Ⅲ、鼓泡器Ⅳ与三通Ⅱ的另一端连接；三通Ⅱ的第三端与控制阀Ⅲ的一端连接，控制阀Ⅲ的另一端与泵连接后通过气管与尾气排放管道连接；取样系统中各部件通过管道连接。

所述的氚累积取样系统包括两路取样子系统，一路取样子系统Ⅰ通过鼓泡器Ⅰ和鼓泡器Ⅱ直接收集空气中的HTO，另一路子系统Ⅱ分别通过催化床Ⅰ和催化床Ⅱ对空气中的HT进行催化氧化，将其转化为HTO后再依次经过鼓泡器Ⅲ和鼓泡器Ⅳ收集空气中氧化前和氧化后的HTO，进而收集空气中全部的HT和HTO。

所述的鼓泡器可根据工作需要增加，采用多级鼓泡器相串联的方式充分鼓泡吸收空气中的HTO。

所述的取样子系统Ⅰ中，在控制阀Ⅰ与鼓泡器Ⅰ之间依次连接浮子流量计Ⅰ、质量流量计Ⅰ测量取样子系统Ⅰ进入鼓泡器Ⅰ的HTO的流量；所述的取样子系统Ⅱ中，在控制阀Ⅱ与催化床Ⅰ之间依次连接浮子流量计Ⅱ、质量流量计Ⅱ测量取样子系统Ⅱ进入催化床Ⅰ的HT和HTO的流量。

所述的取样系统中各部件的连通管道为316L不锈钢管。根据各部件的接口尺寸要求，选择316L不锈钢管的管道内径，一般采用1/4inch、1/8inch或1/2inch。

所述的鼓泡器Ⅰ、鼓泡器Ⅱ、鼓泡器Ⅲ、鼓泡器Ⅳ的顶部采用密封盖密封，每个鼓泡器的进样管穿过密封盖伸入至鼓泡器的液面底部，出样管穿出密封盖悬浮在鼓泡器的液面上方；鼓泡器的材质为石英玻璃，鼓泡器内装入去氚水。

所述的控制阀Ⅰ和控制阀Ⅱ为手动阀或自动阀中的一种，所述的控制阀Ⅲ为单向控制阀。

所述的泵的流量范围为0.5L/min~5L/min。