CN102466810A - 一种放射性气溶胶粒子回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种放射性气溶胶粒子回收装置，包括一个进气嘴和进气导管，进气导管下方依次装配若干个特定孔口尺寸的撞击孔板，各撞击孔板下方设有阻留确定大小范围粒子的收集载体，最下方的收集载体下部设有安装在滤膜衬筒中的高效滤膜，通过收集载体的粒子经过过渡筒到达下一撞击孔板或高效滤膜，滤膜衬筒下方设有一抽气管嘴，抽气管嘴与用于整体运行的抽气动力调控装置连接。通过本发明能够将不同大小范围的粒子收集在不同载体上，适用于许多特定目的的放射性气溶胶的质谱仪测量或其他相关测量。此外，该回收装置也可用于许多不便用通常的气溶胶采样装置进行采样的特定场所，以适应某些气溶胶的特殊取样与监测要求。

Description

一种放射性气溶胶粒子回收装置

技术领域

本发明属于核技术领域中某些具有特定目的和要求的放射性气溶胶测量，特别是在某些需精细测量核设施设备放射性的擦拭样等的质谱仪测量技术领域，尤其涉及到具有粒子大小分离功能的一种放射性气溶胶粒子回收装置。

背景技术

在核设施某些具有特殊目的和要求的监测或监查中，要求分析测量核设施设备污染表面的铀含量及同位素比(235U/238U)，为此，通常用擦拭法形成擦拭样品，进而用质谱仪分析测量擦拭样品中的铀含量及同位素比(235U/238U)。实践证明，为达到一定的监测或监查灵敏度，直接对擦拭样品进行测量分析往往并不可行。如何将擦拭样品中的放射性粒子回收到某种载体上以适于有效的质谱分析，涉及比较繁琐的制样过程。另外，在核设施场所中存在的放射性气溶胶污染和核设备上存在的表面污染都需要进行监测，有时为监测某些狭小空间或设备死角的污染状况，或为获取这些死角或狭小空间的某些特殊信息，用通常的气溶胶采样装置或表面污染擦拭工具进行采样或回收往往是个难题。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种放射性气溶胶粒子回收装置，通过该装置能够比较简便快速地将擦拭样品中的放射性粒子按粒子大小直接回收在某种载体上，以更加利于有效的质谱分析。

为实现上述目的，本发明提供了一种放射性气溶胶粒子回收装置，包括一个进气嘴和进气导管，进气导管下方依次装配特定孔口尺寸的第一级撞击孔板和第二级撞击孔板，各撞击孔板下方依次设置有阻留确定大小范围粒子的第一级收集载体和第二级收集载体，第二级收集载体下方设有安装在滤膜衬筒中的高效滤膜，第一级收集载体与第二级撞击孔板之间以及第二级收集载体与高效滤膜之间分别设有用于粒子通过的过渡筒，滤膜衬筒下部设有一抽气管嘴，抽气管嘴与用于整体运行的抽气动力调控装置连接。

进一步，如上所述的放射性气溶胶粒子回收装置，其中，所述进气嘴和进气导管的方位及长度能够任意调节。

进一步，如上所述的放射性气溶胶粒子回收装置，所述进气嘴和进气导管的下方能够安装2级以上的孔口数量及孔口尺寸逐级变化的撞击孔板。

进一步，如上所述的放射性气溶胶粒子回收装置，通过调整撞击孔板的孔口数量、孔口尺寸及通过孔口的气流流速参数确定其相应的收集载体上的粒子大小范围。

进一步，如上所述的放射性气溶胶粒子回收装置，收集载体既是粒子阻留收集载体又是空气流畅通引导载体，其引导空气流的孔眼数与撞击孔板的孔口数密切准确配合。

再进一步，如上所述的放射性气溶胶粒子回收装置，收集载体上设有防粒子滑脱、反弹的措施。

更进一步，如上所述的放射性气溶胶粒子回收装置，所述的抽气动力调控装置是自带电源的特制的微型泵，并配以流速测量和调控装置。

本发明的有益效果如下：

(1)对被回收到收集载体(如石墨片等)上的气溶胶粒子按粒子大小范围分别阻留和收集，更适于质谱仪分析或其它目的的分析；

(2)实现粒子大小分离的撞击孔板，通过调整孔口尺寸、孔口数量及通过孔口的流速等参数确定其相应的收集载体上的粒子大小范围；

(3)收集载体(如石墨片等)上设置有防粒子滑脱、反弹的措施，确保所阻留收集的特定大小范围的气溶胶粒子稳固；

(4)回收装置的抽气动力装置是自带电源的特制的微型泵(见实用新型专利：ZL96215508.x)并配以流速测量和调控装置；

(5)回收装置的吸入管嘴及气流导管其方位、长度可任意调节，方便不同回收对象的使用；

(6)整套回收装置小巧轻便，适于操作人员手持操作。

附图说明

图1为具体实施方式中一种放射性气溶胶粒子回收装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种放射性气溶胶粒子回收装置，包括一个进气嘴和进气导管1，进气导管1下方依次装配特定孔口尺寸的第一级撞击孔板2和第二级撞击孔板4，各撞击孔板下方依次设置有阻留确定大小范围粒子的第一级收集载体3和第二级收集载体5，第二级收集载体5下方设有安装在滤膜衬筒8中的高效滤膜7，第一级收集载体3与第二级撞击孔板4之间以及第二级收集载体5与高效滤膜7之间分别设有用于粒子通过的过渡筒6-1和6-2，滤膜衬筒8下部设有一抽气管嘴9，抽气管嘴9与用于整体运行的抽气动力调控装置(图中未标出)连接。

当使用该回收装置进行气溶胶粒子回收时，将进气嘴对准需回收的擦拭样品表面(或需采样回收气溶胶粒子的设备表面)，启动微型泵及流量调控测试组合体，被回收样品表面(或设备表面)上的气溶胶粒子将被抽吸进入进气导管1，进而到达第一级撞击孔板2，气溶胶粒子以一定的线速度通过孔板口第一级2-1；通过第一级孔板口2-1后，大于一定大小(例如＞10μm)范围的气溶胶粒子将被撞击阻留在第一级收集载体3上，小于一定范围的气溶胶粒子将继续随抽吸气流前行，通过过渡筒6-1到达第二级撞击孔板4，并以更高的线速度通过第二级孔板口4-1，并将气溶胶流中更小粒子大小范围(例如10μm～2.5μm或10μm～1.0μm)的气溶胶粒子撞击阻留在第二级收集载体5上，尚有更小范围(例如＜2.5μm或＜1.0μm)的气溶胶粒子进入过渡筒6-2，进而全部被安装在滤膜衬筒8中的高效滤膜7所过滤收集。抽气管嘴9与整体运行的抽气动力调控装置相连接。

本发明具体实施例中的抽气动力装置是微型泵及流量调控测试组合体，是自带电源的特制的微型泵(见发明专利：ZL96215508.x)并配以流速测量和调控装置；此外，该回收装置的进气嘴和进气导管的方位、长度可任意调节，方便不同回收对象的使用。

第一级撞击孔板2和第二级撞击孔板4能将多大粒径范围的气溶胶粒子分离出来而被阻留在第一级收集载体3和第二级收集载体5上，主要取决于孔板口2-1和孔板口4-1的尺寸、数量及抽气流速，通过调整孔口尺寸、孔口数量及通过孔口的流速等参数确定其相应的收集载体上的粒子大小范围。收集载体(如石墨片等)既可阻留收集特定大小范围的气溶胶粒子，又是抽吸气流(气溶胶流)继续前行的导通元件，粒子收集区域(收集面积)大小及气流导通孔口的相互位置必须予以精心设计；此外，收集载体(如石墨片等)上还设置有防粒子滑脱、反弹的措施，确保所阻留收集的特定大小范围的气溶胶粒子稳固。

根据测量目的不同，要求将不同粒径范围的粒子进行分离。在某些特定的测量中，要求测定擦拭样或设备放射性的铀同位素比(235U/238U)，一般希望将10μm～1.0μm范围的粒子分离，并阻留在石墨片上以利于其后的质谱仪测量。这可以将抽气流速调控为5L/min，第一级孔板口(2-1)的尺寸设计为单孔，孔径为Φ4.2(mm)；第二级孔板口4-1的尺寸设计为4孔(均布)，每一孔径为Φ0.5(mm)，则可使得第一级撞击孔板2的粒子切割直径为D50＝10μm；第二级撞击孔板4的粒子切割直径为D50＝1.0μm，从而实现在第二级收集载体5上的阻留粒径范围为(10～1.0)μm。

使用本发明所述的回收装置，可以根据需要，在进气导管1下方依次安装2级以上的孔口数量和孔口尺寸逐级变化的撞击孔板，从而将气溶胶流中的粒子按大小分为任意大小范围，分别阻留在不同的收集载体上，以适应不同的测量目的和要求。

本发明的回收装置，由于主要使用在对擦拭样或其它放射性的粒子回收，以捕集可供质谱仪等特定测量目的的有关信息，如铀同位素比(235U/238U)等，而不关心被回收表面的被回收对象的绝对量，因而对于回收效率的要求并不苛求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种放射性气溶胶粒子回收装置，包括一个进气嘴和进气导管(1)，进气导管(1)下方依次装配特定孔口尺寸的第一级撞击孔板(2)和第二级撞击孔板(4)，各撞击孔板下方依次设置有阻留确定大小范围粒子的第一级收集载体(3)和第二级收集载体(5)，第二级收集载体(5)下方设有安装在滤膜衬筒(8)中的高效滤膜(7)，第一级收集载体(3)与第二级撞击孔板(4)之间以及第二级收集载体(5)与高效滤膜(7)之间分别设有用于粒子通过的过渡筒(6-1)和(6-2)，滤膜衬筒(8)下方设有一抽气管嘴(9)，抽气管嘴(9)与用于整体运行的抽气动力调控装置连接。

2.如权利要求1所述的一种放射性气溶胶粒子回收装置，其特征在于：所述进气嘴和进气导管(1)的方位及长度能够任意调节。

3.如权利要求1或2所述的一种放射性气溶胶粒子回收装置，其特征在于：所述进气嘴和进气导管(1)的下方能够安装2级以上的孔口数量及孔口尺寸逐级变化的撞击孔板。

4.如权利要求3所述的一种放射性气溶胶粒子回收装置，其特征在于：通过调整撞击孔板的孔口数量、孔口尺寸及通过孔口的气流流速参数确定其相应的收集载体上的粒子大小范围。

5.如权利要求1所述的一种放射性气溶胶粒子回收装置，其特征在于：收集载体是粒子阻留收集载体和空气流畅通引导载体，其引导空气流的孔眼数与撞击孔板的孔口数密切准确配合。

6.如权利要求1或5所述的一种放射性气溶胶粒子回收装置，其特征在于：收集载体上设有防粒子滑脱、反弹的措施。

7.如权利要求1所述的一种放射性气溶胶粒子回收装置，其特征在于：所述的抽气动力调控装置是自带电源的特制的微型泵，并配以流速测量和调控装置。

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