滤膜对α-放射性气溶胶取样性能研究

α-放射性气溶胶取样膜是放射性气溶胶监测系统的重要组成部分,选择过滤效率高、自吸收小及高表面收集特性的滤膜,将有利于提高监测速度和被测α的能量分辨率,后者有利于α辐射体的准确监测和成分分析。研究选用三种不同类型滤膜采集氡子体气溶胶,测定了滤膜对气溶胶取样的过滤效率、自吸收因子、表面收集特性以及阻力与流量的关系参数。在气溶胶浓度、取样流量和取样时间相同的条件下,平均孔径为0.8μm的混合纤维素酯滤膜的过滤效率最高,自吸收损失较小;孔径为0.4μm的重离子微孔滤膜的自吸收损失最小,表面收集特性优越,对于提高监测分辨率具有优势;玻璃纤维滤膜的阻力小,适合大流量取样条件下采用。     

玻璃纤维介质中气溶胶粒子过滤效率研究

利用蒸汽冷凝法产生的不同粒径DOP（邻苯二甲酸二正辛脂）单分散气溶胶粒子及多分散气溶胶粒子，在滤材测试平台上对三种型号玻璃纤维滤材的过滤效率进行了研究。结果表明，滤材的过滤效率η与气溶胶粒子的粒径d密切相关，其中对d为0.1-0.3μm之间的气溶胶粒子过滤效率明显偏低；过滤阻力随比速v和串联的级数n增加而增大；相同滤材串联后，对单分散气溶胶粒子，各级过滤效率仍然相同，对多分散气溶胶粒子，各级过滤效率逐级下降，但级数越多，则总的过滤效率越高。     

不锈钢过滤材料的过滤特性

利用混合标准粒子和邻苯二甲酸二辛酯（DOP）多分散气溶胶,采用扫描迁移粒径仪分析气溶胶全粒径谱,作为测定各级粒径过滤效率的方法,对几种不锈钢过滤材料进行过滤特性研究。研究结果表明,对于多分散气溶胶,不同孔径和性质的金属滤材的最大透过粒径D_max是不同的,D_max随滤材过滤孔径的增大而变大;在1～3cm/s滤速区间内,滤材的效率随滤速的增加而降低,且滤材的D_max随滤速的增加向小粒径方向移动。不锈钢滤材串级过滤时表现出各级滤材的效率依次降低,但串级过滤的总过滤效率仍随级数的增加而增大;实验还证明,滤速一定时,相同滤材串级过滤并不会改变过滤器的D_max,但观察到串级过滤各级单级效率的D_max有随级数的增加向大粒径方向移动的现象。     

气溶胶7Be活度浓度的测量方法及其应用

用三层滤膜法测定⁷Be气溶胶的过滤效率,并对测量结果进行衰变修正,得到过滤效率为85.7%。同时,分析研究杭州附近气溶胶⁷Be活度浓度的年变化规律,得出主要原因是季节性降雨。     

严重事故条件下安全壳内气溶胶再夹带行为机理试验研究

基于气溶胶再悬浮和再夹带整体试验平台，针对非能动安全壳内的气溶胶再夹带行为开展了试验研究。通过测量颗粒物的质量浓度、数量浓度以及粒径分布，分析了在再夹带阶段试验容器内气溶胶的运动和分布。通过改变水池尺寸、水池表面张力、颗粒物材质和浓度来研究不同单位面积上水蒸气的蒸发速率、不同水池表面张力、不同颗粒物溶解度及浓度下的气溶胶再夹带率的变化。试验表明：水池沸腾情况下气溶胶再夹带率受水池表面张力和单位面积上水蒸气蒸发速率影响，颗粒物粒径分布与颗粒物材质有关。     

鼓泡过滤可溶性气溶胶特性实验研究

池式鼓泡过滤是核电厂严重事故条件下一种重要的放射性气溶胶滞留过程。本文针对可溶性气溶胶在鼓泡过滤条件下的去除特性开展实验研究。结果表明,可溶性气溶胶会在鼓泡过滤过程中吸湿增长,尺寸增大,因此在评价可溶性气溶胶的去除效率时,必须保证上下游气溶胶处于干燥状态;另外,可溶性气溶胶的吸湿增长使得气溶胶的沉降特性发生改变,主要表现为原处于布朗扩散主导区的小粒径气溶胶会进入最易穿透区,效率降低,而原处于最易穿透区的气溶胶会进入惯性主导区,效率增加;气体流量的变化对气溶胶去除效率的影响不是单调的,与气-液两相流型以及气泡行为密切相关。实验结果可为验证和完善池式过滤气溶胶模型提供数据支撑。     

玻璃纤维膜过滤特性研究

为将过滤器更好地应用于放射性气溶胶的清除,本工作利用邻苯二甲酸二辛酯（DOP）气溶胶团粒,对常用于制造过滤器的玻璃纤维膜进行了过滤特性研究。研究结果表明用玻璃纤维膜过滤清除气溶胶团粒时,对粒径在0.15～0.20μm之间的团粒较难清除;透过率随流速的增加而增加;单分散气溶胶团粒浓度变化对过滤效率的影响可忽略不计;多级过滤时,各单级过滤效率差异受多分散气溶胶的影响较大。     

滤膜对放射性气溶胶α能谱测量拖尾影响

滤膜是放射性气溶胶测量系统中重要组成部分,由于滤膜本身的特性造成天然放射性气溶胶α能谱拖尾会干扰人工放射性气溶胶测量结果,甚至会造成测量结果错误。通过实验分别测试相同滤膜(混合纤维)不同孔径和相同孔径不同滤膜对α能谱测量拖尾的影响。实验表明,用小流量(5 L·min-1)系统采集天然放射性气溶胶时,选用和天然放射性气溶胶最大粒径(0.5μm)相当大小孔径的混合纤维滤膜(0.45μm)时,α能谱拖尾最小,加大抽气流量(20 L·min~(-1)),α能谱拖尾最小的混合纤维滤膜孔径略有减小(0.3μm);相同孔径下(0.45μm),混合纤维滤膜相比聚四氟乙烯滤膜和聚醚砜滤膜,对α能谱测量拖尾影响最小。本文为减小天然放射性气溶胶测量时α能谱拖尾选取合适滤膜提供了重要依据。     

高效过滤器现场试验荧光素钠法中采样滤膜的性能研究

根据荧光素钠法的采样要求,建立了以荧光素钠为气溶胶介质的采样滤膜性能测试装置和方法,实测了7种玻璃纤维滤膜的阻力、本底荧光值及流速0.92~2.75 m/s下的过滤效率,并分析了各种滤膜性能对过滤器净化系数检测结果的影响。结果显示,滤膜本身过滤效率对高效过滤器系统净化系数的影响较小,其中的CF-A、FP5211、GC90滤膜的相对误差分别为0.014%、0.063%、0.082%;浸泡液浓度较低时,本底荧光值对系统净化系数的影响比较明显;而阻力过大限制了滤膜上荧光素钠的收集量,进而相对增加了本底荧光值的干扰。研究结果可以为采样滤膜的评价、选择、使用提供指导。     

核设施退役放射性结构解体切割气溶胶与烟尘净化装置设计

针对核设施退役放射性结构解体切割产生的大量气溶胶和烟尘问题,以通用气溶胶净化装置为基础,采用机械过滤方法和多级过滤原理,设计开发了烟尘预处理模块,并通过优化净化工艺和整体结构,研制了一种可同时实现放射性气溶胶和烟尘净化的装置。性能检测和工程应用表明:该装置的烟尘预处理模块能充分过滤金属切割过程中产生的细小金属颗粒或气溶胶悬浮物,放射性气溶胶和烟尘经过滤净化后,排出空气所含烟尘粒径不大于0.3μm,净化效率在85%以上。     

核电站放射性环境调查的气溶胶采样方法

介绍了秦山核电站二三期放射性环境调查气溶胶采样的方法、滤膜的检查、采样体积的修正和质量保证措施,并对采样中经常存在和值得注意的问题展开了讨论,提出了一些解决的方法,为今后进一步做好气溶胶采样工作提供了有益的参考。     

放射性气溶胶监测仪探测限检测方法研究

研究了放射性气溶胶监测仪的检测方法，即天然本底检测法和衰变检测法。两种方法不仅可检测监测仪的探测限，而且对各种监测仪探测指标的物理意义能给以正确判断。介绍了检测方法，讨论了方法必须遵循的规范性要求。     

Gold解谱算法在放射性气溶胶监测中的应用

介绍了一种在线式气溶胶监测方法,该方法利用γ放射性测量分析气溶胶中的放射性核素种类,在后期能谱处理中利用Gold解谱算法确定入射射线的能量和比例。为了得到解谱所需的响应矩阵,利用蒙特卡罗方法计算了测量装置对不同能量γ射线的响应能谱,并测试了算法的应用效果。提出了一种改进方法,克服了当响应矩阵较大时Gold算法计算较慢的运算速度问题。测试结果表明,改进算法能够在保证计算结果一致的情况下大幅提高运算速度。     

鼓泡过滤多分散气溶胶特性的矩估计分析

池式鼓泡过滤是核电站严重事故场景以及缓解措施中一种典型的放射性气溶胶滞留过程,评估气溶胶在该条件下的去除特性对事故后期的源项评估和制定相应的缓解措施具有重要意义。针对鼓泡过滤多分散气溶胶这一背景,本文假设气溶胶的尺度分布满足对数正态分布,考虑布朗扩散、重力沉降以及惯性碰撞3种机制对气溶胶在气泡内沉降的影响,利用矩方法得到了气溶胶尺度分布的3个分布参数（N、d_pg、σ_g）与其初始值、气泡上升高度以及沉降系数之间的解析关系。通过与精确解对比,对数正态矩方法推导的解析解表现出良好的预测精度。本文得到的解析解可在不需要气溶胶尺度分布具体信息而仅需要一些初始分布参数的情况下对气溶胶的去除特性进行快速评估。     

在线进样ICP-MS用于239Pu气溶胶活度浓度连续监测技术研究

为了弥补传统场所α气溶胶实时连续监测技术在后处理等场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测方面探测能力和响应速度方面的不足,本文开展了基于ICP MS的空气中239Pu气溶胶连续监测技术研究。通过对气溶胶直接进样方法、ICP MS连续测量定量方法、238U干扰等方面研究工作的开展,建立了基于ICP MS、气溶胶直接进样系统和膜去溶雾化器联用的场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测技术。在单次测量时间为1 min的情况下,依据ISO 11929（2019）计算得到本系统对239Pu气溶胶判断限和探测限分别为124×10-5 Bq/m3和248×10-5 Bq/m3,优于传统的基于PIPS的α气溶胶实时连续监测系统,远低于239Pu的导出空气浓度限值,证明该技术可为相关工艺场所239Pu气溶胶活度浓度连续监测提供快速高效的技术支持。     

放射性气溶胶捕集技术的初步研究

放射性气溶胶的捕集技术是气溶胶放化分析的前提,对其进行研究有利于促进气溶胶放化分析的发展。本工作通过使用不同滤材的组合,构建气溶胶过滤器,研究放化分析的气溶胶取样技术,实验结果表明:金属烧结毡与高效滤材进行组合后,其捕集效率达到98%以上,利用爆竹爆炸产生的气溶胶,进行模拟取样实验,在30min内可获得100mg以上的0.5μm以上粒径的气溶胶,满足放化气溶胶取样的要求。     

钠火气溶胶去除方法的研究

研究建立了中国实验快堆钠火气溶胶的去除方法。方法采用湿式除尘器与干式过滤器相结合的方法,建立了一套实验装置。当钠气溶胶入口浓度大于7mg/L时,湿式除尘器的净化效率大于85%,而总的净化效率为96%±2%;当钠气溶胶的入口浓度大于1mg/L而小于7mg/L时,湿式除尘器的净化效率大于74%,而总净化效率为87%±2%;当入口气溶胶浓度小于1 mg/L时,湿式除尘器的净化效率为40%,而总的净化效率只有50%左右。气溶胶经过净化后,通风系统的出口气溶胶浓度小于0.5 mg/L。文章还对气溶胶的行为做了一些初步的研究。     

分级式气溶胶发生器的研制

研制了一台分级式气溶胶发生器 ,用以发生质量中值直径为 0 3 2、0 98和 2 8μm的荧光素钠气溶胶粒子。该发生器可应用于气溶胶科学和环境科学等方面的研究工作。