[发明专利]基于塑料闪烁体的气态氚化水在线探测系统

说明书

本发明提供了一种基于塑料闪烁体的气态氚化水在线探测系统。使用该系统可以实时测量气态氚化水的活度。该系统使用泵从采样区域将气态氚化水样品抽取出来，送入净化分离器，经过净化分离后的气体送入探测区域，即可实时获得氚化水活度。该系统包括：采样单元、净化分离单元、测量单元以及控制单元构成。本发明提供的气态氚化水的在线监测系统能够实时测量各种活度的气态含氚化水样品，具有测量时间短，反应迅速的特点。解决了氚的实时测量问题。该系统还具有操作简单、可实现软件控制等特点。

技术领域

本发明设计的基于塑料闪烁体气态氚化水探测系统，特别涉及一种复杂气态介质中气态氚化水的在线探测系统。

背景技术

在重水堆及熔盐堆的运行过程中会产生大量氚化水，这些氚化水在运行过程中会进入厂房等区域。这些区域的气体在排放前需要进行测量以防止排放气体超过国家标准。这些位置的气体成分复杂，可能还含有其他种类的放射性物质。氚所发出的射线能量低射程短极易受到其他放射性物质的干扰。传统的氚化水在线监测系统多采用鼓泡器采集方式，之后将采集的水样送入液闪测量，这种测量方式时间长，易产生大量放射性废物。

传统的塑料闪烁体探测器无法测量低活度或低能量探测对象。因为低活度探测对象产生的光信号少，探测器无法接收到足够的数据造成测量结果不准确。而低能探测对象的探测效率较低，需要大面积的塑料闪烁体，但相对应的光电倍增管体积有限无法与大面积塑料闪烁体相配合。因此，传统塑料闪烁体探测器无法应用于氚化水的测量中。

在核电站的气体测量中由于还存在大量其他放射性物质。这些放射性物质对氚的测量也会产生较大影响。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种抗干扰能力强，探测器灵敏度高，结构简单，使用方便的基于塑料闪烁体的气态氚化水在线探测系统。实现氚的实时准确测量，达到在线测氚的目的。

根据本发明提供的一种基于塑料闪烁体的气态氚化水在线探测系统包括：采样单元、纯化分离单元、探测单元以及控制单元组成；

采样单元包括：阀门1，采样泵及相关管线

连接关系为：阀门1连接采样泵，采样泵连接净化分离器采样端入口

纯化分离单元包括：吹扫气，阀门2，吹扫泵及净化分离器

连接关系为：吹扫气连接阀门2，阀门2连接吹扫泵，吹扫泵连接净化分离器吹扫端入口，净化分离器吹扫端出口连接探测单元入口，净化分离器采样端出口连接采样气体排出口

探测单元包括：探测单元盛放黑箱，塑料闪烁体，有机玻璃背板，支撑结构，导光纤维，导光纤维耦合器，光电倍增管，光电倍增管耦合元件以及前置放大器；

连接关系为：使用厚度不超过2mm的塑料闪烁体，其表面不涂覆任何材料，其背面与有机玻璃背板贴合，在有机玻璃的贴合面上每隔1cm开一个直径0.5mm贯通圆槽，槽内放置直径0.5mm导光纤维，导光纤维与圆槽之间空隙处填入导光介质。有机玻璃背面涂有反光涂层。导光纤维从有机玻璃背板侧面伸出后收束成一束。使用支撑结构构筑成截面为一长方型的支架，在两个长边安装有上述形状的塑料闪烁体组件，两个窄边涂有反光涂层。在增加多个塑料闪烁体后还需在黑箱内安装一个塑料闪烁体导光纤维耦合器，该耦合器一端连接多个塑料闪烁体的导光纤维，一端连接一束细的导光纤维。当测量对象活度过低时可安装多个支架，增加塑料闪烁体个数提高探测下限。上述部件全部放置于黑箱中。细导光纤维穿过黑盒后与光电倍增管光耦合元件的入光面相连接，光电倍增管光耦合元件的出光面与光电倍增管连接。导光纤维、光电倍增管光耦合元件以及光电倍增管均包覆有遮光材料并，导光纤维在黑箱上的贯穿孔还需做好密封，光电倍增管使用信号线与前置放大器相连。

控制单元包括：单片机及电源

连接关系为：单片机数据接收部分与前置放大器相连，电源为单片机，前置放大器及光电倍增管供电。