[发明专利]基于ICP-MS的长寿命α核素实时连续监测方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于ICP‑MS的长寿命α核素实时连续监测方法，包括：将空气载带的长寿命α核素气溶胶转换为氩气载带的长寿命α核素气溶胶；将氩气载带的长寿命α核素气溶胶与氩气载带的标准核素气溶胶混合；通过电感耦合等离子体质谱仪对混合后的气溶胶进行计数测量，对测量数据进行处理，得到被监测空气中的长寿命α核素气溶胶的活度浓度。本发明能够实现长寿命α核素的实时在线监测，检测灵敏度高，应用于可能产生长寿命人工α放射性气溶胶的工作场所，对保障工作人员人身安全、提升吸入内照射防护水平具有重要意义。

技术领域

本发明涉及放射性气溶胶在线监测技术，具体涉及一种基于ICP-MS的长寿命α核素实时连续监测方法及系统。

背景技术

放射性α气溶胶在线监测作为事故预警和人员防护的一项重要措施，在核电站、乏燃料后处理厂等各种核设施中都是必须配备的。然而目前国内外广泛使用的α气溶胶在线监测设备主要是离子注入硅半导体探测器(PIPS)，常用的该类设备探测限普遍在1E-1Bq/m³水平，测量时间超过30min，无法很好的满足人员辐射防护的最优化监测工作的需求(见表1)，而且并没有实现真正的实时在线功能，无法很好的起到预警报警的作用。此外，这种监测方法还存在高氡本底下的氡子体干扰严重、滤纸对α粒子的能量衰减等缺点。

表1各种α气溶胶在线监测系统比较

由上可知，国内外还不存在能实现长寿命α核素气溶胶快速测量的实时连续监测仪器或方法。因此，亟需建立一种针对长寿命α核素的实时连续监测方法，进而研发出更加有效灵敏、探测限更低的长寿命α核素气溶胶实时监测系统。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷，提供一种基于ICP-MS的长寿命α核素实时连续监测方法及系统，实现长寿命α核素的实时在线监测，提高检测灵敏度，保障工作人员的人身安全。

本发明的技术方案如下：一种基于ICP-MS的长寿命α核素实时连续监测方法，包括：

(1)将空气载带的长寿命α核素气溶胶转换为氩气载带的长寿命α核素气溶胶；

(2)将氩气载带的长寿命α核素气溶胶与氩气载带的标准核素气溶胶混合；

(3)通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对混合后的气溶胶进行计数测量，对测量数据进行处理，得到被监测空气中的长寿命α核素气溶胶的活度浓度。

进一步，如上所述的基于ICP-MS的长寿命α核素实时连续监测方法，步骤(1)中，通过氩气对空气流进行逆向流动的方式，将空气中的主要成分转换成氩气，从而将空气载带的长寿命α核素气溶胶转换为氩气载带的长寿命α核素气溶胶。

进一步，如上所述的基于ICP-MS的长寿命α核素实时连续监测方法，步骤(2)中所述的氩气载带的标准核素气溶胶用于长寿命α核素气溶胶的定量相对测量。

进一步，如上所述的基于ICP-MS的长寿命α核素实时连续监测方法，步骤(3)中长寿命α核素气溶胶的活度浓度计算公式如下：

其中，

C₂₃₉为长寿命α核素气溶胶的活度浓度；

N₂₃₉和N₂₄₂分别为长寿命α核素和标准核素在电感耦合等离子体质谱仪中测到的单位计数；

M₂₄₂为标准核素进入电感耦合等离子体质谱仪的质量；

a₂₃₉为长寿命α核素的比活度；

V为长寿命α核素气溶胶的进样量；