我国核电厂气态流出物中惰性气体监测现状

核电厂流出物尤其是气态流出物中的放射性惰性气体监测多为低水平放射性核素,我国运行核电厂的环境监测结果均低于探测限,无法计算照射剂量.探测能力决定了放射性惰性气体排放评价的结果.本文分析了我国各运行核电厂流出物放射性惰性气体监测和排放评价的现状,比较欧盟的相关建议,研究我国核电厂流出物放射性惰性气体监测能力存在的问题,并提出了建议.     

核电厂气态流出物监测样品分析中的核素衰变校正应用探讨

在放射性样品分析工作中,样品测量阶段、闲置阶段、采样阶段都涉及到核素衰变校正。根据放射性核素的衰变规律,阐明了这三种类型的衰变校正方法原理及其系数的计算。针对核电厂气态流出物中短半衰期的放射性惰性气体和碘核素的监测分析工作,研究了对监测样品分析结果进行衰变校正的必要性。基于实验测量结果,探讨了衰变校正对γ能谱分析法中核素的活度浓度探测下限的影响。介绍并分析了核电厂气态流出物监测样品分析工作中的衰变校正方案,对于短半衰期放射性惰性气体和碘核素,采用合理保守的衰变校正方案,可减少监测分析中的偏差,同时又可保证统计排放量的偏保守性。     

放射性核素核查氙归档样品HPGe γ谱仪测量源的制备

惰性气体氙的监测是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查的重要内容。为促进氙监测技术能力的提高,条约组织国际监测系统(IMS)司安装和认证组(ICG)2007年组织了惰性气体氙归档样品在台站和实验室间的传递实验。实验室在采用高纯锗伽玛(HPGeγ)谱法测量分析归档样品中放射性氙同位素活度时,需将样品气体中的氙高效定量转移至HPGeγ测量源盒中。以活性炭低温吸附、高温解吸结合隔膜泵转移的方法进行氙样品的转移,完成了2007年度4个CTBT氙归档样品HPGeγ测量源的制备。采用气相色谱法分析确定了每个样品氙的转移效率,氙的转移效率达约80%。     

放射性惰性气体分离与分离材料研究进展

放射性惰性气体氙(¹³³Xe)、氪(⁸⁵Kr)与氩(³⁷Ar)是重要的气体裂变产物,主要产生于核电站反应堆、地下核试验、乏燃料后处理等人类核活动中。放射性惰性气体的快速高效分离、分析与检测在核军控核查、核环境监控、核燃料循环等领域中均有重要意义。利用固体多孔吸附材料在室温环境下从复杂环境气氛中选择性地将目标放射性惰性气体高效吸附分离出来是目前最简单与高效的方法。近些年发展的金属有机框架材料、多孔有机框架材料、多孔有机聚合物等新型多孔材料在惰性气体Xe与Kr的分离上已经展现出优异的性能与良好的应用前景。本文系统性地综述了放射性惰性气体(Xe、Kr、Ar)分离与分离材料的研究进展,并对未来研究趋势进行了展望。     

β-γ符合法测量放射性氙同位素记忆效应研究

β-γ符合法是全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素核查中测量放射性惰性气体氙的一种重要方法。文章主要介绍了β-γ符合法测量放射性氙同位素活度时塑料闪烁体探测器的惰性气体记忆效应,实验测量了记忆效应及其对探测器最小可探测活度(MDA)的影响,在此基础上,探讨了减小惰性气体记忆效应的方法。结果表明,镀铝薄膜塑料闪烁体和YAP闪烁体可显著减小惰性气体记忆效应。     

CO_2对活性炭捕集氙工程的影响

很多核设施会产生放射性水平较高的氙等稀有气体同位素,须经过特殊处理后才能向环境排放,研究以空气或其它气体为介质的氙的吸附净化方法具有较强的实用价值。研究了常温下多组分气体在活性炭上直接吸附时,杂质组分CO2对捕集氙效果的影响,比较了多级柱和单级柱两种方案的效果和活性炭用量,以及条件参数的影响。结果表明:相比较多级柱除杂质吸附氙的方法,单级柱直接吸附氙更易于实现工程应用;在流速约0.33cm/s下,活性炭单级柱常温常压吸附对氙捕集效率达到90%;在一定流速(0.02~1.2cm/s)范围内,可以忽略炭床阻力的影响。     

禁核试核查中放射性惰性气体的监测

本文介绍了全面禁止核试验条约(CTBT)放射性核素监测中重要的测量对象放射性惰性气体氙和氩-37的测量技术,及当前放射性氙和氩-37测量设备的研制情况。     

我国某地区133Xe本底水平的初步调查

介绍了利用SAUNA惰性气体氙移动取样设备在我国某地区进行的惰性气体氙放射性本底调查的过程和结果,包括现场取样、样品传输和实验室分析等环节.在历时15天的本底调查中共采集分析了15个样品.研究结果表明,该地区大气中133Xe的活度浓度低于0.2 mBq/m3.     

南方离子型稀土分离企业环境放射性水平调查

对广西两家使用南方离子吸附型稀土精矿作为原料的稀土分离企业的外围环境放射性水平进行调查, 主要指标包括企业外围环境γ辐射空气吸收剂量率、空气中氡浓度、外排废水流出物、地表水和地下水、周围土壤、纳污河流监测断面底泥。调查结果表明, 两家企业外围环境放射性水平在正常范围内。     

基于常温吸附的放射性氙样品高效纯化制备技术研究

大气放射性氙是全面禁止核试验条约重要的监测目标,为提高氙样品的探测灵敏度,在进行放射性活度测量前,需将样品纯化、除氡并转移至测量容器。本文针对氙样品高效纯化制备过程中的关键技术,研究了氙在三级吸附柱上的吸附脱附行为,并考察了氙样品量及色谱参数对氙色谱峰宽的影响,确定了纯化制备流程参数。利用氙样品对纯化制备流程进行测试,氙的回收率大于90%,氡去污因子大于10⁴,实现了放射性氙样品的高效纯化制备。     

福岛核事故期间浙江地区大气中氙的监测

浙江省辐射环境监测站在福岛核事故期间开展了浙江地区大气中放射性惰性气体氙的应急监测工作,期间共采集大气样品86个,分析了4种氙同位素.监测结果表明,从3月25日开始,大气中133 Xe 、131m Xe浓度较本底有明显的上升,3月28日达到峰值,其后逐渐下降,与相同点位采集的气溶胶样品中的131 I活度浓度变化基本一致;133m Xe 、135 Xe浓度较本底值的变化不明显.     

用于核电站放射性惰性气体处理的常温活性炭滞留床研究

本文介绍了用于核电站放射性惰性气体处理的常温活性炭滞留床，试验结果表明，１１种市售国产活性炭大多数可用于常温活性炭滞留床，其中椰壳０１、０２炭，果壳１１、１２炭较好，滞留床吸附性能的主要影响因素包括：气流比速、压力、温度、活性炭含水量。设计的滞留床具有以下特点；常温操作，设备与操作过程较简单，操作压力低，比较安全；炭床体积小，活性炭更换次数少。     

放射性核素核查氙总量分析及不确定度评估

氙总量分析是放射性核素核查的重要技术内容。本文针对国际监测系统（IMS）放射性核素台站惰性气体氙取样监测设备归档样品的特点,研究了热导池检测器（TCD）测量氙气体样品的进样条件,建立了实验室测量分析惰性气体样品中氙总量的标准流程及其不确定度评估方法。以国际惰性气体实验（INGE）传递样品的分析为例,评估了样品中氙总量分析结果的相对合成标准不确定度,结果为1.96%。     

微量氙低温分凝条件的优化

利用自行研制的FNQ-01型气体分凝器实验平台研究了不同条件组合对微量氙收集效率的影响,通过正交法设计优化了稀有气体氙分凝取样条件,选出最佳条件为原料气中氙的体积分数为1.046×10^-3,冷凝温度-198 ℃,原料气进气流速0.3 L/min,分凝器收集压力55 kPa,蒸发温度-50 ℃。在此条件下,Xe的平均收集效率为73％。此外,还研究了不同进气方式对氙收集效率和分凝的影响。     

气相色谱氩、氪、氙、氡分离度初步研究

核爆炸产生多种稀有气体核素,这些核素可作为核泄露监测对象。气相色谱是组分分离的重要手段,在核爆炸监测取样中有重要应用。本文以5分子筛作为固定相,高纯氮作为流动相,测量了氩、氪、氙、氡在气相色谱中的分离效果。结果表明,在相同色谱条件下,氩、氪分离度小于氪、氙分离度;在柱流量35.6 mL/min、柱温353 K条件下,气相色谱氩、氪,氪、氙,氙、氡分离度均大于2.25。     

核电站滞留床用活性炭的性能研究和选择

建立可模拟核电站不同气流参数条件下的活性炭吸附剂性能评价系统,对不同活性炭样品分别进行了物理性能表征测试和放射性氪与氙滞留性能实验。同时针对不同影响因素条件下活性炭滞留惰性气体性能的影响进行了研究,包括系统气流压力、温度、气流比速及辐照强度。试验结果显示系统气流压力越高、温度越低,氪动态吸附系数越大;一定范围的气流比速、辐照强度对活性炭动态吸附系数的影响可以忽略。得到的活性炭吸附剂样品具有良好的物理性能与惰性气体滞留性能,可应用于核电站废气处理系统活性炭滞留单元。     

SAUNA移动氙取样系统的性能实验

介绍了SAUNA惰性气体氙移动取样系统的组成和基本功能,684 h取样性能研究结果表明,该系统拆卸、组装方便,性能稳定,氙取样量的平均值为2.2 mL/d,具备连续多天高效取样的能力.可用于大气中惰性气体氙活度的日常和应急监测.     

惰性气体氙β-γ符合测量系统进样装置的研制及应用

介绍了一套用于惰性气体氙β-γ符合系统的进样装置。该装置较好地解决了惰性气体氙β-γ符合系统在进样方面存在的问题,使系统具备了四种氙取样设备归档样品的测试能力,同时还可以进行归档瓶体积和压力的测量,扩展了系统的功能,使系统具备了独立完成氙归档样品现有分析项目的能力。利用该装置准确标定了系统中气相色谱的标准曲线,通过与Agilent6890气相色谱进行测量比对,二者在3%内符合,检验了所标定的标准曲线的准确性。     

广州核素台站惰性气体氙监测数据的统计规律研究

在分析广州核素台站惰性气体氙日常监测数据的基础上,分析了广州核素台站惰性气体监测数据的有效性,初步研究了4种惰性气体氙同位素131Xem、133Xe、133Xem和135Xe的活度浓度和最小可探测浓度的统计规律。结果表明：4种惰性气体氙同位素的最小可探测浓度和活度浓度均呈高斯分布。该研究可为评估放射性核素台站4种惰性气体氙同位素监测阈值和惰性气体样品的分级提供参考。