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。     

用于α放射性气溶胶取样的微孔滤膜

适用于能量法快速测量空气中人工核素(如钚-239等)α放射性气溶胶的取样滤纸,应具有自吸收小的特点,以便降低α放射性能谱畸变并提高测量灵敏度。目前,常用的国产一号超细纤维滤纸,由于自吸收大,不能满足能谱测量的要求。因此,我们选用硝酸纤维微孔滤膜。其主要特点是过滤效率高,表面收集特性好,自吸收小,能量分辨本领高。考虑到它作为能谱测量取样的这些优越性,我们在实验室中初步进行了试制。本文就滤膜的制备方法、性能参数及取样实验结果作一简要介绍。     

衰变法测量放射性气溶胶中总α放射性活度的探讨

衰变法是根据人工放射性气溶胶的半衰期远比天然氡、钍子体半衰期长而提出的方法、在取样后24h,空气样品中的氡、钍子体已衰减到原来的1%,取样72h后,样品上的氡、钍子体放射性几乎全部衰变完。因此可直接用低本底α、β测量装置测得的放射性活度推算出人工放射性气溶胶的浓度。文章主要研究了衰变法测量放射性气溶胶中总α放射性活度的本底测量、源效率、仪器效率、判断限(L_C)、探测限(L_D)、滤膜的过滤效率和自吸收因子、不确定度评定等内容。     

用正反面计数率之比测定包括自吸收校正的滤材过滤效率因子 F

放射性工作场所放射性气溶胶监测是辐射防护工作中的一项极其重要的内容,目前大多采用滤材取样的相对测量法。要通过滤材取样测量空气中的气溶胶浓度,就必须定出包括自吸收校正在内的滤材过滤效率因子F。F与多种因素有关,且随测量条件而变化。下面介绍用正反面计数率之比测定F的方法。此法较为简便,而又不失现有方法的准确度。     

气球法氡气测量中滤膜性能的实验研究

滤膜是气球测氡仪的重要组成部分,选择过滤效率高、自吸收小的滤膜,不仅可以提高取样速度,更可有效减小测量误差。根据氡及其子体在滤膜上收集的物理过程,能够推导出空气滤膜上氡子体的收集和衰变随时间的变化规律。通过实验,在标准氡室中对不同材料的三种微孔滤膜过滤效率和自吸收因子关键指标进行了测试。实验表明,在同等厚度条件下,聚四氟乙烯滤膜和尼龙滤膜的过滤效率比常用玻璃纤维滤膜高,其自吸收情况也较玻璃纤维膜小;从气阻情况分析,聚四氟乙烯滤膜气阻最低,尼龙滤膜气阻最大;对常用玻璃纤维滤膜,通过增加膜厚度能够有效改善其性能指标。不仅为气球法测氡仪滤膜的选择提供了重要依据,也适用于其他滤膜测氡装置。     

国产滤材在气溶胶取样中的过滤特性研究

本文叙述利用天然氡、氢子体气溶胶测定滤材过滤特性的实验及其结果,给出国产滤材的过滤效率、阻力、自吸收系数、表面收集特性和大气灰尘堵塞速率等参数;分析比较了各类滤材的性能,提出选择使用滤材的建议,其中玻璃纤维型滤材具有较多的优点,更适合用于气载放射性物质取样。     

α/β放射性气溶胶的小流量采样快速测量技术研究

针对放射性气溶胶监测仪的便携要求,设计了一套小流量采样快速测量系统和测量方法。采用累积采样累积测量的方式,联合利用能量甄别修正法与α/β比值法去除Rn子体的干扰,实现小流量采样条件下的α/β放射性气溶胶的同时监测。通过对探测下限的分析,表明该方法可满足应急监测的需求,为便携式α/β放射性气溶胶监测仪设计提供了参考。     

α放射性气溶胶沉积对微孔滤膜自吸收的影响研究

模拟基于α能谱法的混合~(222)Rn、~(220)Rn子体测量程序,分别就醋酸纤维素酯微孔滤膜对~(222)Rn、~(220)Rn各α放射性子体的自吸收进行了实验研究。研究结果表明:该滤膜对~(222)Rn、~(220)Rn子体的自吸收以及同种滤膜间的差异较小,可取0.978为α能谱法(或总α法)的滤膜自吸收因子;微孔滤膜模拟α能谱法以120 min为测量周期,重复使用时沉积在滤膜表面的α放射性气溶胶对滤膜自吸收的影响可忽略。     

空中取样用几种过滤材料阻力特性及过滤效率的测定

介绍了空中取样用的滤布１号、丝棉１号和丝棉２号等３种常用滤料，用凤洞测定了它们的阻力特性，用火箭采集样品和用放射性气溶胶法测定了它们的过滤效率。     

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。     

分体式大气气溶胶采样器的研制及应用

大气中放射性核素监测是环境辐射监测的主要内容之一,大气颗粒物采样器是放射性核素监测的关键设备。为了满足气溶胶放射性核素机动监测的要求,研制了分体式大气气溶胶采样器,该采样器日常取样流量450 m3/h,满足每天取样体积大于10 000 m3的取样量要求,拆装方便,拆分后单件部件不大于120 kg,实现了机动灵活地开展大气放射性气溶胶监测。该采样器成功应用于福岛核事故气载污染物以及大气放射性本底监测。     

γ谱法监测环境中放射性气溶胶

为了更有效地对环境中放射性气溶胶进行监测,探讨了γ谱法测量放射性气溶胶的监测方法。该方法将环境中气溶胶颗粒过滤到滤膜之上,利用配以闪烁体探测器的γ谱仪测量过滤膜上的γ放射性气溶胶颗粒的γ能谱,通过γ能谱解析来获得环境样品中放射性核素类型及其活度。实验结果表明:该方法可有效地监测放射性气溶胶,对环境样品中放射性核素具有一定的鉴别能力。     

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。     

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。     

放射性气溶胶测量腔室内颗粒输运沉积模拟研究

核设施运行过程中,需要对放射性气溶胶进行连续监测,以保护工作人员的辐射安全。本文利用流体力学仿真软件Fluent,以放射性气溶胶监测仪的测量腔室作为研究对象,采用离散相模型(Discrete Phase Model, DPM)对其内的气溶胶粒子进行输运沉积模拟与分析。结果表明:气溶胶颗粒输运沉积受到粒子尺寸、流速及流动空间等影响。一定范围内,颗粒的流速越大、尺寸越小,则在测量腔室内透过率越高,即到达腔室出口测量滤膜上被探测到的气溶胶粒子数目越多。当气溶胶粒径在1~2μm,入口流速为1.85~3.18 m·s-1时,颗粒穿透率在80%~60%。模拟结果可为后续相关放射性气溶胶颗粒输运沉积、处理、探测效率等提供参考。     

秦山核电厂气态流出物监测系统的研究及其改进

秦山核电厂气态流出物取样监测系统采用了较长的水平取样管和垂直取样管．使核电站气态流出物排放监测存在设计上的缺陷由于取样管道过长（特别是水平取样管道）．会造成气溶胶和碘取样过程的管道沉积损失改进后,将气溶胶和碘的取样监测系统移至烟囱底部的校正室．取消了长度为85．4m水平取样管线．取样管改为只有70．6m的垂直管．试验测试及评价结果表明：放射碘的取样校正因子可取作1．65对于放射性气溶胶．按最保守的估计．事故工况下．其校正因子最大也不可能大于1．65;在正常运行期间,气溶胶粒子均以小粒径为主,可将校正因子取作 1.1.     

大流量气溶胶滤膜标准γ体源制备技术

为制备大流量气溶胶滤膜标准γ体源,采用参数优化的专用滴源装置,将放射性标准溶液⁶⁰Co定量滴注在气溶胶取样滤膜上,晾干后对角折叠,并采用专用压样装置压制成与测量样品几何形状一致、密实的圆盘形固态物,密封保存。采用差重法对制备的滤膜标准γ源进行活度定值,制备的气溶胶滤膜标准γ体源活度值为4.4×10⁴ Bq,相对扩展不确定度U（k=2）为3.6%。采用分割压制法对气溶胶滤膜标准γ体源进行均匀性测量,相对标准偏差低于5%。制备的滤膜标准γ源可为测量大流量气溶胶样品的γ谱仪效率刻度服务。     

微流体惯性撞击器气溶胶过滤行为研究

微流体惯性撞击器可作为安全壳过滤排放系统的第一级过滤装置，实现严重事故后安全壳快速泄压并对壳内放射性气溶胶进行初效过滤。为了探究惯性撞击器内气溶胶的过滤行为，开展可视化实验对气溶胶在惯性撞击器内的沉积分布进行研究。研究表明，可视化实验能反映撞击器内气流流向及气溶胶运动轨迹。气溶胶在过滤单元处的沉积位置主要集中在过滤单元的上表面及微流道的内壁面，过滤效率可达60%以上。同时，由于撞击器通道表面特性随气溶胶的沉积而改变，容尘条件下的气溶胶过滤效率逐渐增加。而当惯性撞击器内载气流速大于临界值时，过滤效率会因气溶胶的再悬浮而降低。     

大流量气溶胶滤膜标准γ体源制备技术

为制备大流量气溶胶滤膜标准γ体源,采用参数优化的专用滴源装置,将放射性标准溶液60Co定量滴注在气溶胶取样滤膜上,晾干后对角折叠,并采用专用压样装置压制成与测量样品几何形状一致、密实的圆盘形固态物,密封保存。采用差重法对制备的滤膜标准γ源进行活度定值,制备的气溶胶滤膜标准γ体源活度值为4.4×10~(4 )Bq,相对扩展不确定度U(k=2)为3.6%。采用分割压制法对气溶胶滤膜标准γ体源进行均匀性测量,相对标准偏差低于5%。制备的滤膜标准γ源可为测量大流量气溶胶样品的γ谱仪效率刻度服务。     

基于HPGe谱仪的气溶胶滤膜考核样中总α或总β放射性活度估算

在2020年生态环境部辐射环境监测质量考核中,针对气溶胶滤膜中总放射性考核样品,使用无源效率刻度的高纯锗(HPGe)γ谱仪,通过核素识别和定量测量,间接估算出考核样品中总α和总β放射性活度,并利用气溶胶滤膜γ多核素标准样品和自制气溶胶滤膜薄参考样品,验证了分析方法的可行性.考核分析结果显示:总α活度考核样的测量值为61...