[发明专利]一种空气中典型形态氚辐射剂量率的在线测量装置及方法

说明书

本发明公开了一种空气中典型形态氚辐射剂量率的在线测量装置及方法，所述装置包括：气水分离单元、电离室测量单元和处理显示单元，其中：所述气水分离单元用于对于待测气体中的氚化水和氚化氢进行透过分离，将透出的氚化水与氚化氢送至电离室测量单元，并将测量得到的待测气体流速M_测和吹扫气体流速M_吹发送至处理显示单元；所述电离室测量单元用于对于输入气体中的氚活度浓度进行测量，并将氚活度浓度A送至处理显示单元；所述处理显示单元用于计算空气中氚辐射剂量率数值D，并显示。本发明能够直接测量并进一步计算出空气中氚辐射剂量率数值，从而实现了氚辐射剂量率的现场实时测量。

技术领域

本发明涉及放射性物质含量测量技术领域，尤其是一种空气中典型形态氚辐射剂量率的在线测量装置及方法。

背景技术

氚是氢的放射性同位素，空气中的氚具有多种化学形态，主要为氚化氢(HT)和氚化水(HTO)，不同形态的氚对人体的辐射危害存在着显著的差异，依据GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》，对于空气中相同的活度浓度，氚化水是氚化氢辐射危害的10000倍左右。而现有的空气中氚浓度在线测量方案，大多是基于电离室法或正比计数器法对总氚含量进行测量，得到的是空气中氚的放射性活度浓度，无法用于准确评价氚辐射剂量。也有些单位机构对多形态氚甄别测量和甄别采样进行了研究。如，中国工程物理研究院基于Nafion气水分离膜方法，研究了氚化氢和氚化水的在线甄别测量技术，中科院上海应用物理研究所采用Nafion膜气水分离、梯度冷阱、催化氧化等方法，研究了氚化氢、氚化水、氚化甲烷的甄别采样技术。但是不同形态氚甄别在线测量，需要对氚化氢催化氧化与补氢，并需要双份的电离室测量系统，导致设备结构复杂、体积较大，不适于便携测量。而不同形态氚甄别采样，则需要对样品进行实验室分析，测量周期长，不能够在现场快速给出氚辐射剂量。

发明内容

本发明旨在提供一种空气中典型形态氚辐射剂量率的在线测量装置及方法，以解决现有技术中不能实现空气中氚辐射剂量的现场快速测量的问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明一实施方式，提出一种空气中典型形态氚辐射剂量率的在线测量装置，所述装置包括：气水分离单元、电离室测量单元和处理显示单元，其中：

所述气水分离单元与所述电离室测量单元和处理显示单元连接，用于对于待测气体中的氚化水和氚化氢进行透过分离，将透出的氚化水与氚化氢送至电离室测量单元，并将测量得到的待测气体流速M_测和吹扫气体流速M_吹发送至处理显示单元；

所述电离室测量单元与所述处理显示单元连接，用于对于输入气体中的氚活度浓度进行测量，并将测量得到的氚活度浓度A发送至处理显示单元；

所述处理显示单元用于根据接收到的待测气体流速M_测、吹扫气体流速M_吹、氚活度浓度A、以及已知的气水分离单元对氚化水的透过率λ_HTO、氚化水吸入单位摄入量所致的待积有效剂量e(g)_HTO、人员呼吸率L，计算得到空气中氚辐射剂量率数值D，并显示计算结果。

在本发明一实施方式中，所述处理显示单元利用下式计算得到空气中氚辐射剂量率数值D：

在本发明一实施方式中，所述气水分离单元包括待测气体进气管路、吹扫气体气瓶、吹扫气体进气管路、气水分离管、套管、第一流量计、第一抽气泵、第一排气管路、第二流量计、第二抽气泵和第二排气管路，其中：