CN104198262A - 多功能水体放射性核素现场快速富集处理器 - Google Patents

多功能水体放射性核素现场快速富集处理器 Download PDF

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Abstract

多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，涉及水体放射性监测。设有容器、密封盖、控制与显示单元、搅拌器、冲洗兼泄气单元、温控加热单元、压力传感器、过滤器和支撑体；容器用于盛装水样，密封盖设于容器的顶部开口并与容器连接；控制与显示单元设有微处理器和显示屏，控制与显示单元分别与搅拌器、温控加热单元、压力传感器和过滤器连接；控制与显示单元、搅拌器和冲洗兼泄气单元设在密封盖上；冲洗兼泄气单元用于容器内的水样过滤时与外界通气，同时用于密封盖和容器的冲洗；温控加热单元用于容器中水样的加热；压力传感器用于测量容器中水样的质量；在容器底部设有排水口，过滤器与排水口连接；支撑体设于容器底部。

Description

多功能水体放射性核素现场快速富集处理器
技术领域
本发明涉及水体放射性监测，尤其是涉及一种多功能水体放射性核素现场快速富集处理器。
背景技术
水体放射性监测是环境辐射监测特别是核应急准备和响应中的必要行动之一，其作用在于为辐射事故的探查、评价以及事故控制缓解行动和紧急辐射防护行动的决策提供依据。目前，我国是世界上核能利用发展最快的国家，根据《核电中长期发展规划(2011～2020)》的要求，到2020年，中国的核电装机容量将达到5800万千瓦，这些在建和规划中的核电大部分核电站位于东部沿海地区，目前在建的核电已达到了3000万千瓦，如何快速监测核电海域的放射性并展开相应的评价是海洋管理部门、当地政府、公众、核电厂业主及相关研究人员密切关注的问题。
2011年日本福岛核电站放射性物质泄露事故引发全球关注，对海洋生态系统造成人类和平利用以来的最严重的影响，这也对我国的核应急海洋监测提出了新的要求，如何快速评估放射性物质在海洋中的扩散和运移过程成为核应急情况下海洋环境监测工作的重要内容。建立水体放射性快速分析检测方法，研制快速富集处理装置在核应急的背景下就显得尤为重要和迫切。
目前，水体放射性环境监测中采用最多最成熟的方法还是实验室样品分析，这也是核电站液体流出物的常规监测方法，由于海洋中放射性核素含量比较少，通常需要大量采集海水样品，带回实验室后再通过放射化学前期处理富集样品，最后用低本底伽玛谱仪进行测量。由于需要样品数量大、采样比较困难，此方法采样频次一般都不高。例如我国环境保护行业标准《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61-2001)规定压水堆核电站每半年在排放口附近海域采集海水样品1次进行伽玛核素分析。但在事故情况下，比如2011年3月福岛核电站事故的情况下，靠实验室样品分析方法很难快速到监测到放射性流出物在海洋中的泄露，其中的一个重要原因就是样品前处理时间长、适用性差，很难在海上就行快速处理与测量。因此，一些发达国家(如德国、希腊、英国、俄罗斯等)采用离子交换法等开展水体放射性核素的现场富集，但这些方法耗时长，且检测限较高，不适用现场的快速富集与检测。
随着我国核能与核技术利用的快速发展，研究能在现场快速富集与处理水体放射性核素分析样品的方法和技术，已经成为我国环境监测中特别是核应急情况下的迫切需求，具有非常重要的意义。
参考文献：
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发明内容
本发明的目的在于针对目前国内外相关技术方法存在的时效性差、检测限高等问题，提供一种可实现环境水体放射性核素快速预处理与富集，为现场快速、准确检测奠定基础，有效提高现场检测可操作性的多功能水体放射性核素现场快速富集处理器。
本发明设有容器、密封盖、控制与显示单元、搅拌器、冲洗兼泄气单元、温控加热单元、压力传感器、过滤器和支撑体；
所述容器用于盛装水样，密封盖设于容器的顶部开口并与容器连接，密封盖合上容器顶部开口后，容器处于密封状态；所述控制与显示单元设有微处理器和显示屏，控制与显示单元分别与搅拌器、温控加热单元、压力传感器和过滤器连接；控制与显示单元、搅拌器和冲洗兼泄气单元设在密封盖上；冲洗兼泄气单元用于容器内的水样过滤时与外界通气，同时用于密封盖和容器的冲洗；温控加热单元用于容器中水样的加热；压力传感器用于测量容器中水样的质量；在容器的底部设有排水口，过滤器与排水口连接，用于容器中水样的过滤；支撑体设于容器底部。
所述容器可采用不锈钢容器或特氟龙材料容器等，容器的容积可为10～100L。
所述显示屏可采用平板显示屏或其他相似功能的产品等。
所述支撑体可采用不锈钢支撑架等。
所述搅拌器可采用不锈钢或特氟龙材料组成。
所述冲洗兼泄气单元可采用不锈钢或特氟龙材料组成。
所述温控加热单元可采用电热板等。
所述过滤器可采用不锈钢、特氟龙或其他适合做过滤器的材料组成，用于容器中水样的过滤(不包括过滤材料，如滤纸等)。
本发明实现了环境水体放射性核素的快速预处理与富集，为实现现场快速、准确检测奠定了基础，有效地提高了现场检测的可操作性。本发明可以在船舶上现场作业，也可用于陆地实验室进行实验。
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
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。
参见图1，本发明实施例设有容器1、密封盖2、控制与显示单元3、搅拌器4、冲洗兼泄气单元5、温控加热单元6、压力传感器7、过滤器8和支撑体9；
所述容器1用于盛装水样，密封盖2设于容器1的顶部开口并与容器1连接，密封盖2合上容器1顶部开口后，容器1处于密封状态；所述控制与显示单元3设有微处理器和显示屏，控制与显示单元3分别与搅拌器4、温控加热单元6、压力传感器7和过滤器8连接；控制与显示单元3、搅拌器4和冲洗兼泄气单元5设在密封盖2上；冲洗兼泄气单元5用于容器1内的水样过滤时与外界通气，同时用于密封盖2和容器1的冲洗；温控加热单元6用于容器1中水样的加热；压力传感器7用于测量容器1中水样的质量；在容器1的底部设有排水口10，过滤器8与排水口10连接，用于容器1中水样的过滤；支撑体9设于容器1底部。
所述容器1可采用不锈钢容器或特氟龙材料容器等，容器1的容积可为10～100L。
所述显示屏可采用平板显示屏或其他相似功能的产品等。
所述支撑体可采用不锈钢支撑架等。
所述搅拌器可采用不锈钢或特氟龙材料组成。
所述冲洗兼泄气单元可采用不锈钢或特氟龙材料组成。
所述温控加热单元可采用电热板等。
所述过滤器可采用不锈钢、特氟龙或其他适合做过滤器的材料组成，用于容器中水样的过滤(不包括过滤材料，如滤纸等)。
本发明可以在船舶上现场作业，也可用于陆地实验室进行实验。
本发明实施例的工作流程如下。
当水样注入容器后，按相关标准/规范加入化学试剂，启动搅拌和加热恒温功能，一定时间后，停止搅拌和加热，冷却至室温，打开泄气口，连接好过滤器，开始过滤，当过滤器压力报警时，停止过滤并更换滤膜，直至水样过滤完全，再启动冲洗装置，用滤液重复冲洗2～3次后，继续过滤，直至容器与密封盖上附着的沉淀物清洗干净。最后，合并收集沉淀物的滤膜，等待处理，滤液根据相关要求弃除或等待下一步处理。
其中，冲洗兼泄气单元在冲洗时，可360°旋转，确保对整个腔体的清洗工作，压力传感器可通过控制与显示单元实时显示容器中的水样质量。
过滤器可感应过滤时的气压变化，并实时反映至控制与显示单元，当负压过大时，控制与显示单元会显示报警，提示更换滤膜，而当滤膜破损时，控制与显示单元也会显示报警，提示重新过滤。
本发明也可用于水体样品中杂质颗粒的过滤，具体是实施时不需启动搅拌和温控加热功能，其余步骤与上述过滤步骤相同。

Claims (9)

1.多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于设有容器、密封盖、控制与显示单元、搅拌器、冲洗兼泄气单元、温控加热单元、压力传感器、过滤器和支撑体；
所述容器用于盛装水样，密封盖设于容器的顶部开口并与容器连接，密封盖合上容器顶部开口后，容器处于密封状态；所述控制与显示单元设有微处理器和显示屏，控制与显示单元分别与搅拌器、温控加热单元、压力传感器和过滤器连接；控制与显示单元、搅拌器和冲洗兼泄气单元设在密封盖上；冲洗兼泄气单元用于容器内的水样过滤时与外界通气，同时用于密封盖和容器的冲洗；温控加热单元用于容器中水样的加热；压力传感器用于测量容器中水样的质量；在容器的底部设有排水口，过滤器与排水口连接，用于容器中水样的过滤；支撑体设于容器底部。
2.如权利要求1所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述容器采用不锈钢容器或特氟龙材料容器。
3.如权利要求1或2所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述容器的容积为10～100L。
4.如权利要求1所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述显示屏采用平板显示屏。
5.如权利要求1所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述支撑体采用不锈钢支撑架。
6.如权利要求1所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述搅拌器采用不锈钢或特氟龙材料组成。
7.如权利要求1所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述冲洗兼泄气单元采用不锈钢或特氟龙材料组成。
8.如权利要求1所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述温控加热单元采用电热板。
9.如权利要求1所述多功能水体放射性核素现场快速富集处理器，其特征在于所述过滤器采用不锈钢过滤器、特氟龙过滤器。
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