一种放射性气溶胶监测技术装置的测试方法及系统与流程

本发明属于辐射防护监测领域，具体涉及一种放射性气溶胶监测技术装置的测试方法及系统。

背景技术：

核电厂等核设施运行过程中不可避免会向环境、工作场所等放出或泄露放射性气溶胶，无论是核设施异常或核事故还是正常运行无可避免均有这些放射性物质，且这些物质通常是公众和环境辐射危害的主要源项，因此这些物质需要科学合理监测，并作为核电厂等核设施安全措施和管理措施采取的第一手材料，是确保工作人员和公众安全以及环境保护的基础。因而放射性气溶胶监测是核能清洁安全的“卫士”，怎样的“卫士”才能算得上“安全卫士”，需要给予评定才可确定。

然而因放射性气溶胶具有特殊性(物理化学辐射特性等因素)，导致了实时在线监测的难点，为此不同技术开发人员和厂商研究开发了多样的技术和设备，这些设备大多仅经过平面放射源能量刻度的测试，对于监测有效性、正确性除国外的部分技术和产品开展过一定的测试外大多未得到过测试，而且很多国外仪器为追求稳定经过我们测试和用户反馈，某些装置在事故下都无法反应问题，核电站等核设施的安全成了无规矩的尺子，核电站等核设施的“安全卫士”很可能就成了摆设。作为解决措施，有必要寻找一种解决的方法或装置，确保为核能安全、健康、清洁发展保驾护航。

针对目前国内外放射源气溶胶监测仪种类多样，虽然经过平面放射源 作了效率刻度或测试，仍然存在迥异的问题。为确保核电厂等核能事业及相关核设施安全，保护公众和环境，本发明提供一种平面源无法解决放射性气溶胶监测仪的检测测量装置，该测量装置可以有效地测试出监测仪的可靠性和真实性，发现以往平面源测试无法发现的气溶胶监测仪本身存在的技术问题，确保相关工作人员和公众的安全。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种放射性气溶胶监测技术装置的测试方法及系统，可有效地测试出监测仪的正确性和有效性，确保相关工作人员、公众及环境的安全。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：提供一种放射性气溶胶监测技术装置的系统，该测试系统包括依次连接的气溶胶发生器、气溶胶处理器以及测试腔室；气溶胶发生器用于将配置的放射性溶液转换为放射性气溶胶；气溶胶处理器用于将放射性气溶胶进行除静电和干燥处理；测试腔室用于将处理后的放射性气溶胶进行测试；待测试的放射性气溶胶监测技术装置与测试腔室连接进行测试，测试结果与测试腔室测试结果进行比对。

进一步，所述气溶胶处理器与测试腔室之间设有初级测量装置，所述初级测量装置用于将放射性气溶胶调控成测试腔室所需粒度和浓度的放射性气溶胶。

进一步，所述初级测量装置与测试腔室之间设有管路阀门，所述管路阀门用于控制放射性气溶胶进入测试腔室的量。

进一步，所述测试腔室内设有次级测量装置，所述次级测量装置用于对放射性气溶胶的粒度和浓度进行测量。

进一步，所述气溶胶处理器包括静电中和器和干燥器。

进一步，所述测试系统采用负压密封结构密封。

本发明还提供一种利用放射性气溶胶监测技术装置的测试系统进行测试的方法，包括如下步骤：

1)配置放射性溶液，并通过气溶胶发生器将其转化为放射性气溶胶；

2)通过气溶胶处理器对放射性气溶胶进行除静电和干燥处理；

3)通过测试腔室对处理过的放射性气溶胶进行测试；

4)将放射性气溶胶监测技术装置与测试腔室连接进行测试，该测试结果与测试腔室测试结果进行比对。

进一步，在步骤1)之后，通过静电中和器和干燥器将放射性气溶胶进行除静电及干燥处理；在步骤1)中，配置放射性溶液浓度Cr根据所需量Lr,仪器最低探测能力(MDA)及发生能力n(d,r),损失率1-pt,r进行确定,测试腔的大小Vr及测试仪器流量Qt，其配置浓度Cr是MDA、n(d,r)、1-P_t,r、r、Vr的函数即Cr(MDA、n(d,r)、P_t,r(1-P_t,r)、r、Vr)，相应因素基本关系为：进行估算；气溶胶发生率不小于探测限，优选大1倍及以上。

进一步，在步骤3)之前，通过初级测量装置和管路阀门将放射性气溶胶调控成测试腔室所需的粒度和浓度的放射性气溶胶。

进一步，在步骤1)中，所述气溶胶发生器采用单粒径发生器与多粒径发生器配合。

本发明的有益技术效果在于：

(1)本发明通过发生、调控以及测试等相关部件，能够监测放射性气溶胶监测技术装置的正确性和有效性，确保相关工作人员、公众及环境的安全；

(2)本发明的测试系统采用负压密封结构，从而保证工作人员与环境的安全。

(3)本发明的测试方法简单，便于操作。

附图说明

图1是本发明放射性气溶胶监测技术装置的测试系统的结构框图；

图2是本发明放射性气溶胶监测技术装置的测试系统设置在密封结构内的框图；

图3是本发明放射性气溶胶监测技术装置的测试方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

如图1所示，是本发明提供的放射性气溶胶监测技术装置的测试系统的结构框图，该测试系统包括依次连接的气溶胶发生器、静电中和器、干 燥器、初级测量装置、管路阀门以及测试腔室，该测试腔室内设有次级测量装置，待测试装置即待测试放射性气溶胶监测技术装置与测试腔室连接进行测试，将测试结果与次级测量装置测试结果进行比对，从而判断放射性气溶胶监测技术装置的正确性和有效性，保证相关人员和环境的安全。

气溶胶发生器，用于将配置好的放射性溶液震荡、雾化或粉碎筛分转化为放射性气溶胶，该气溶胶发生器优选两种以上放射性气溶胶发生系统，发生率必须大于探测限，优选1倍以上，最好选用单粒径发生器与多粒径发生器配合使用，且发生器具备液态溶液、DOP等多种发生方式，发生的放射性气溶胶必须稳定可靠，发生量较大。优选震荡式，粒度特性优选0.1到10um，每一粒度分散特性优选1.3到1.8σ。

放射性溶液通过化学试剂配置瓶配置，配置瓶外设有密封负压的手套箱，通过密封负压的手套箱进行操作，负压优选200Pa到500Pa。本发明通过配置Cr放射性溶液来进行说明，根据所需量Lr,监测装置最低探测能力(MDA)及发生能力n(d,r),损失率1-P_t,r进行确定,测试腔室的大小Vr及测试仪器流量Qt。其配置浓度Cr是MDA、n(d,r)、1-P_t,r、r、Vr的函数即Cr(MDA、n(d,r)、P_t,r(1-P_t,r)、r、Vr)，相应因素基本关系为：进行估算。

静电中和器，用于对带静电的放射性气溶胶进行静电处理。采用Kr-85放射源去除静电，源强与气溶胶数量关联。

干燥器，用于将存在湿度的放射性气溶胶进行干燥处理，干燥器优选马弗炉。干燥器内应选择对所发生形态气溶胶物化形态无干扰或影响较小的干燥剂进行干燥。

初级测量装置，用于将处理后的放射性气溶胶的粒度和浓度调控成合 适测试腔室测量的放射性气溶胶粒度和浓度后方可通入测试腔室使用，取样优选同流态方式，无法实现同流态时，采用全粒径段的微分修正方法修正，确保测试的可靠性。初级放射性气溶胶测试装置至少包括空气、几何粒径谱仪、放射性测量装置。

管路阀门，用于控制放射性气溶胶进入测试腔室的进入量。该管路阀门采用光滑无静电管，优选光滑度高(如表面粗糙度0.1um而不限于此的)的氧化表层的管材，该管材设置清洗孔与排水孔，方便每次清洗。为确保每次实验可靠性，每次结束时进行气体与液体冲洗，管路装置的内部设有气体与液体冲洗装置。

测试腔室内设有次级测量装置，该次级测量装置将放射性气溶胶弥散或混合，进而对放射性气溶胶进行测试。测试腔室采用弱流通方式或强流通方式，具体可以根据Cr参数结合发生及混合等装置对粒子进行优化。

如图2所示，本发明的测试系统外设有负压密封结构，该负压密封结构为气体屏障，由此本发明的测试系统在负压密封结构下进行，优选一到三阶负压密封，保障外部压强高于内部，优选100Pa以上，从而保护人员与环境的安全。

本发明的测试系统气路应与测试系统形成闭路，将放射性气溶胶排放到排放管路，排放管路排放前需经过过滤器过滤，避免或降低试验相互干扰并确保安全保护环境。

实施时，使用配置放射性溶液，如发生1um放射性气溶胶，目标测试MDA 1Bq/m³，测试需要量为1m³，采用溶液10⁹Bq/g物质配置，溶液百分比1％，所形成放射性气溶胶粒子实密度10g/cm³；理想情况n选择1×10⁶，实际使用优考虑损失因子，如有的损失因子(1-P_t,r)大约90％附近，选择 时优选n乘以1/(1-P_t,r)及以上即可，发生的放射性气溶胶主要提供监测装置测试使用。

如图3所示，是本发明放射性气溶胶监测技术装置的测试方法的流程图，包括以下步骤：(1)根据监测装置探测限与气溶胶发生器配置放射性溶液；(2)将配置的放射性溶液通过放射性气溶胶转化为放射性气溶胶；(3)采用静电中和器对带静电气溶胶进行除静电处理；(4)采用干燥器对放射性气溶胶进行干燥；(5)采用初级测量装置对干燥后的放射性气溶胶进行初步的测试并对气溶胶的粒度和浓度进行调试使之适合测试腔室所需的粒度和浓度；(6)将测试合适(所需粒度和放射性浓度)的放射性气溶胶通过管路阀门通入测试腔室供测试；(7)测试腔室设置次级测量装置对放射性气溶胶进行测量；(8)将待测装置连接测试腔室进行测试，并将测试结果与次级测量装置测试结果进行比对；(9)将放射性气溶胶过滤处理后排放。

本发明的放射性气溶胶监测技术装置的测试方法及系统并不限于上述具体实施方式，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。