一体化海水中低放射性活度γ核素富集与测量系统的制作方法

本发明涉及辐射监测，尤其是涉及一体化海水中低放射性活度γ核素富集与测量系统。

背景技术：

自1954年人类开始利用核能以来，经过60余年的发展，核能已成为世界能源三大支柱之一，是人类社会发展所依赖的重要能源之一。我国的核能利用已进入规模化和快速发展阶段，核能肩负着国民经济与社会发展的重要历史使命，是我国能源结构中的重要组成部分，安全高效地发展核能对于保障我国能源供应具有重要的战略意义。

随着核电站建设的大量兴起，无论是建设前的本底调查还是建设过程中的监督性监测都日益增多。但由于正常工况下海水中的放射性核素处于本底水平(以¹³⁷cs为例，全球海洋中该核素活度约为0.001bq/l)，而目前的现场探测技术又难以满足现场对如此低活度水平的放射性核素进行测量，因此，常规的方法不得不采集大量的水样带回实验室进行富集后再进行后续的处理测量，不仅耗费了大量的人力物力，且工作效率十分低下。因此，建立适合于环境本底水平的海水放射性核素的测量技术和设备就显得尤为重要和迫切。

无论是在常规的测量中或是核事故应急监测过程中，海水中的γ核素的测量都是十分重要的。目前，针对海水中放射性核素的测量方法主要分为两种方法：水下就地γ能谱测量方法和实验室样品分析。其中，实验室样品分析方法如前所说费时费力且效率低；而一些发达国家(如德国、希腊、英国、俄罗斯等)虽然采用水下就地γ能谱测量方法建设了海洋放射性环境监测网络，但无论是基于碘化钠、溴化镧等探测器的探测技术都无法满足本底放射性水平的γ核素测量需求，其探测下限通常都较本底水平高出2个数量级。

因此，研究适合于环境放射性水平的海水γ核素测量技术，满足定量分析的需求，已经成为我国环境监测中的迫切需求，也具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]ramzaevv,nikitina,sevastyanova,etal.shipboarddeterminationofradiocesiuminseawaterafterthefukushimaaccident:resultsfromthe2011–2012russianexpeditionstotheseaofjapanandwesternnorthpacificocean.journalofenvironmentalradioactivity,2014,135:13-24.

[2]苏耿华，曾志，程建平，等。海水就地测量探测器探测效率的montecarlo研究，核电子学与探测技术，2010，30(4)：451-455.

[3]陈立奇，何建华，林武辉，等。海洋核污染的应急监测与评估技术展望，中国工程科学，2011,13(10)34-39.

[4]何建华，陈立奇，门武，余雯，尹明端，2011，海水中¹³⁷cs的快速富集与分析，台湾海峡，30(2)：280-285。

技术实现要素：

针对现有国内外相关技术存在的现场测量难度大、探测下限高、环境本底影响大等问题，本发明提供可实现海水中γ核素的快速定量化测量，为常规海洋环境放射性核素测量提供技术支持的一体化海水中低放射性活度γ核素富集与测量系统。

本发明设有杂质清除单元、水样进入单元、核素富集单元、探测器单元、屏蔽体单元、水样送出单元和数据处理单元；

所述杂质清除单元为至少1个清除海水中颗粒物杂质的装置，水样进口经杂质清除单元进水；

所述水样进入单元由pvc、ppr或其他低放射性高强度的材料组成，杂质清除单元的出口接水样进入单元的进口；

所述核素富集单元为用于浓缩富集过滤后的海水中γ核素的装置，核素富集单元用于放置探测器单元，探测器单元的中心部分是两端开口，或根据需要设置成半封闭或其他形状，探测器单元的主体设有支撑体和吸附于上面的核素富集材料并置于留有水样进出口的包壳内；

所述探测器单元由至少1个探测器组合而成，探测器单元与核素富集单元连接；

所述屏蔽体单元由铅或低放射性的钢材等材料加工而成，屏蔽体单元设在核素富集单元的外围；

所述水样送出单元由pvc、ppr或其他低放射性高强度的材料组成，水样送出单元的进口设在屏蔽体单元内，水样送出单元的出口出水；

所述数据处理单元用于探测器生成信号进行放大、甄别、成型，并自动对多组信号进行能谱合成、积分分析及核素识别，同时可以实现自动稳谱功能，数据处理单元与探测器单元连接。

所述核素富集材料包括但不限于亚铁氰化铜、亚铁氰化钴钾、石墨氧化烯、锰纤维等。

所述探测器可以是碘化钠、溴化镧、硅、锗、碲锌镉等中的至少一种，所述探测器的结构可为两端开口或其它形式，探测器的形状可为圆柱体、长方体或正方体等。

所述屏蔽体单元的结构可为圆形、方形或其他任意形状，屏蔽体单元可以是整体或可拆卸的，屏蔽体单元为全封闭式，可将部分或全部的探测器单元和核素富集单元完全封闭于其中，屏蔽体单元可以通过自动或机械方式打开或封闭，以便于核素富集单元的更换或探测器单元的调整。

本发明针对现有国内外相关技术存在的现场测量难度大、探测下限高、环境本底影响大等问题，本发明提供可实现海水中γ核素的快速定量化测量，为常规海洋环境放射性核素测量提供技术支持的一体化海水中低放射性活度γ核素富集与测量系统。本发明实现了环境放射性水平的海水中γ核素的高效定量化分析与测量，有效地提高了样品分析与测量的时效性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明实施例设有杂质清除单元1、水样进入单元2、核素富集单元3、探测器单元4、屏蔽体单元5、水样送出单元6和数据处理单元7；所述杂质清除单元1为至少1个清除海水中颗粒物杂质的装置，水样进口经杂质清除单元1进水；所述水样进入单元2由pvc、ppr或其他低放射性高强度的材料组成，杂质清除单元1的出口接水样进入单元2的进口；所述核素富集单元3为用于浓缩富集过滤后的海水中γ核素的装置，核素富集单元3用于放置探测器单元4，探测器单元4的中心部分是两端开口，或根据需要设置成半封闭或其他形状，探测器单元4的主体设有支撑体和吸附于上面的核素富集材料并置于留有水样进出口的包壳内；所述探测器单元4由至少1个探测器组合而成，探测器单元4与核素富集单元3连接；所述屏蔽体单元5由铅或低放射性的钢材等材料加工而成，屏蔽体单元5设在核素富集单元3的外围；所述水样送出单元6由pvc、ppr或其他低放射性高强度的材料组成，水样送出单元6的进口设在屏蔽体单元5内，水样送出单元6的出口出水；所述数据处理单元7用于探测器生成信号进行放大、甄别、成型，并自动对多组信号进行能谱合成、积分分析及核素识别，同时可以实现自动稳谱功能，数据处理单元7与探测器单元4连接。

所述核素富集材料包括但不限于亚铁氰化铜、亚铁氰化钴钾、石墨氧化烯、锰纤维等。

所述探测器可以是碘化钠、溴化镧、硅、锗、碲锌镉等中的至少一种，所述探测器的结构可为两端开口或其它形式，探测器的形状可为圆柱体、长方体或正方体等。

所述屏蔽体单元的结构可为圆形、方形或其他任意形状，屏蔽体单元可以是整体或可拆卸的，屏蔽体单元为全封闭式，可将部分或全部的探测器单元和核素富集单元完全封闭于其中，屏蔽体单元可以通过自动或机械方式打开或封闭，以便于核素富集单元的更换或探测器单元的调整。

根据本发明的实施例，一体化海水中低放射性活度γ核素富集与测量设备主要依托船基平台实施。

根据本发明的实施例，可以根据不同的需求为探测器单元设计不同的形状和组合，满足不同的监测目的。为方便起见，本实施例仅介绍采用一种形状的探测器的情形。

根据本发明的实施例，探测器可以是不同材料，以满足不同的监测需求。为方便起见，本实施例仅介绍一种类型的探测器的情形。

根据本发明的实施例，富集材料可以根据需求选择不同的原材料，以满足不同的监测需求。为方便起见，本实施例仅介绍一种富集材料的情形。