[发明专利]放射性惰性气体压缩取样瓶及含有该取样瓶的检测装置

说明书

本发明公开了一种放射性惰性气体压缩取样瓶及含有该取样瓶的检测装置，其中放射性惰性气体压缩取样瓶包括瓶体、第一承压单元、第二承压单元和透射窗，所述瓶体具有进气口和排气口，所述瓶体底部中间设有第一通孔；所述第一承压单元设在瓶体内；所述第一承压单元与瓶体底部密封固定连接；所述第二承压单元设在所述第一通孔内，且所述第二承压单元与所述第一通孔内壁固定连接；所述第二承压单元与所述第一承压单元固定连接；所述透射窗设在所述第二承压单元上。本发明所述的放射性惰性气体压缩取样瓶，既可以安全加压，又可以大幅减轻屏蔽损失，进而可提高测量的灵敏度。

技术领域

本发明属于气体检测技术领域，尤其涉及一种放射性惰性气体压缩取样瓶及含有该取样瓶的检测装置。

背景技术

核反应堆一回路通常承载冷却剂，比如轻水堆的一回路为水，重水堆的一回路为重水，气冷堆的一回路为氦气，熔盐堆一回路为融化的盐，快堆的一回路为融化的钠等。因为裂变反应，一回路或其旁路存在裂变气体，主要是惰性气体，例如氪85和氙133等。出于工艺监测、人员防护或环境保护目的，需要在反应堆一回路、与一回路相通的旁路、反应堆厂房、排风塔、厂房周边的环境等处进行放射性惰性气体取样，样品送实验室采用γ能谱仪进行测量和分析。

由于氪和氙是混在空气或者管道内的载气中的，且其含量很低(尤其是环境中的含量极低)，为了获得所需的灵敏度，通常在取样时对样品气体进行加压，使得单位体积样品气体中所包含的目标气体尽量多，这样可以用一个与能谱仪探测器尺寸相当的样品瓶盛装足够多的样品。一种典型应用是加压到30大气压，样品瓶的几何容量约1L。

氪85和氙133衰变产生的γ射线对于测量灵敏度极为不利。核素衰变产生γ射线能量越高、分支比越大，γ射线约容易到达能谱仪探测器，测量灵敏度越高。氪85衰变产生的γ射线能量稍高，为513.9keV，但分支比极低，为0.43％。氙133衰变产生的γ射线分支比很高，为99.1％，但能量极低，为80.9keV。为了在测量时γ射线尽可能多地进入到能谱仪的探测器，就需要尽可能减少γ射线路途中的损失。

但是，由于采用了上述压缩取样方法，取样瓶为了承受压力，必须采用较厚的压力容器，如钢质高压气瓶。相当厚度的钢材会对γ射线构成一定的屏蔽，导致样品本来就很弱的γ射线被大幅削减，尤其是低能核素氙133，其射线绝大多数都被钢瓶外壳吸收了，最终造成测量灵敏度过低，不可接受。

此外，为了承受巨大压力，钢瓶底部都是弧形的，而非平面。这对测量是不利的，因为能谱仪的探测器需要被测对象是一个规则体，或者可以方便修正为规则体的几何形状。例如圆柱、方体。而椭球端面造成测量模型非常复杂，即使采用复杂修正手段，也带来额外的测量不确定度和测量工作量。

发明内容

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种放射性惰性气体压缩取样瓶，由于设置在瓶体底部的第一通孔位置处安装了第一承压单元和第二承压单元，既可以安全加压，又可以大幅减轻屏蔽损失，进而可提高测量的灵敏度。

本发明的第二个目的在于提出一种检测装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种放射性惰性气体压缩取样瓶，包括：

瓶体，所述瓶体具有进气口和排气口，所述瓶体底部中间设有第一通孔；

第一承压单元，所述第一承压单元设在瓶体内；所述第一承压单元与瓶体底部密封固定连接；

第二承压单元，所述第二承压单元设在所述第一通孔内，且所述第二承压单元与所述第一通孔内壁固定连接；所述第二承压单元与所述第一承压单元固定连接；

透射窗，所述透射窗设在所述第二承压单元上。

另外，根据本发明上述实施例提出的放射性惰性气体压缩取样瓶，还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述第一承压单元为第一碳纤维复合材料板、钛合金板或不锈钢板。