CN107102350A - 一种放射性惰性气体监测仪校准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种放射性惰性气体监测仪校准方法及系统，所述方法包括：步骤1：利用定值系统对放射性惰性气体定值；步骤2：计算出被校放射性惰性气体监测仪最大量程内的校准因子；步骤3：利用定容装置中的预设空间对腔室进行第一次稀释，并计算出第一次稀释后的放射性气体活度浓度；步骤4：进行多次稀释，分别计算出每次稀释后的放射性气体活度浓度；步骤5：基于计算出的稀释后的放射性气体活度浓度，计算被校仪器不同量程内的校准因子，实现了对放射性惰性气体监测仪进行校准，保证放射性惰性气体监测仪监测结果准确性的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及核技术应用电离辐射计量领域，具体地，涉及一种放射性惰性气体监测仪校准方法及系统。
背景技术
军用核动力装置、反应堆运行、核电站运营等核设施运行中均会释放出放射性惰性气体，这些惰性气体的排放量是其安全运行监测的重要参数，能准确反应核设施的运行状况。同时，放射性惰性气体排放到空气中会造成环境污染并给人员带来辐射危害，特别是一些特殊场所，空间狭小，如果产生的放射性惰性气体不能有效监测与处理，会对人员带来极大伤害。因此这些场所安装了大量的惰性气体监测仪用于放射性惰性气体活度浓度的测量。
由于目前国内尚未建立放射性惰性气体监测仪的校准方法，大部分使用单位仅仅是对这些监测仪进行了通电等功能性检查，并不能保证其监测结果的准确性。
综上所述，本申请发明人在实现本申请发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
在现有技术中，没有放射性惰性气体监测仪的校准方法，导致监测结果的准确性不能保证的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种放射性惰性气体监测仪校准方法及系统，解决了没有放射性惰性气体监测仪的校准方法，导致监测结果的准确性不能保证的技术问题，实现了对放射性惰性气体监测仪进行校准，保证放射性惰性气体监测仪监测结果准确性的技术效果。
放射性惰性气体监测仪校准技术在国内还处于研究阶段，本发明利用放射性惰性气体定值分装系统建立了一种放射性惰性气体监测仪校准方法，直接使用放射性惰性气体对惰性气体监测仪实现快速校准。
本申请建立了一种放射性惰性气体监测仪校准方法及系统，实现放射性惰性气体监测仪的校准，解决其量值溯源难题，保证其监测结果的准确与可靠。
为解决上述技术问题，本申请一方面提供了一种放射性惰性气体监测仪校准方法，所述方法包括：
步骤1：将定值系统、真空系统、被校放射性惰性气体监测仪、定容装置分别通过阀门与气管连通组成校准系统，利用定值系统对放射性惰性气体定值，获得被校放射性惰性气体监测仪腔室内放射性气体的活度浓度；
步骤2：放射性惰性气体定值完成后，打开被校放射性惰性气体监测仪进行多次读数，基于读数的平均值计算出被校放射性惰性气体监测仪最大量程内的校准因子；
步骤3：完成步骤2后，关闭定值系统与气管之间的阀门，然后打开定容装置与气管之间的阀门，利用定容装置的预设空间对被校放射性气体监测仪腔室进行第一次稀释，并计算出第一次稀释后的放射性气体活度浓度；
步骤4：依次打开定容装置中的多个子阀门，分别利用定容装置中的多个预设空间对被校放射性气体监测仪腔室进行多次稀释，分别计算出每次稀释后的放射性气体活度浓度；
步骤5：基于计算出的稀释后的放射性气体活度浓度，计算被校仪器不同量程内的校准因子，然后对不同量程内的校准因子求平均值，将该平均值作为被校仪器的校准因子。
不同量程内仪器的校准因子按照如下公式进行计算：
式中:ki—被校仪器不同量程内仪器的校准因子；
—被校仪器不同量程内稀释后的放射性气体活度浓度，Bq/L或Bq/m3；
Ci—被校仪器不同量程的读数，Bq/L或Bq/m3。
所述步骤1具体包括：首先，将定值系统、真空系统、被校放射性惰性气体监测仪、定容装置分别通过阀门与气管连通组成校准系统，定容装置中设有预设量空间，定容装置中设有N个子阀门，N为大于等于1的正整数，每个子阀门开启后能够增加相应预设量的稀释空间或体积；利用校准系统进行校准具体过程为：1、初始状态时定容装置中是空气，2、然后对包括定容装置的所有系统抽真空，3、当达到一定真空度后，将放射性气体和工作气体依次充入校准系统，那么定值系统与被校准惰性气体监测仪内的放射性气体活度浓度保持一致。然后利用定值系统对放射性气体定值，并同时对被校准仪器的最大量程进行校准，4、对最大量程校准后，打开定容装置的阀门，放射性气体的体积变大，此时达到了对校准系统中放射性气体稀释的目的(工作气体使校准过程中系统一直保持常压)，气体活度浓度变弱后就可对被校仪器的下一个量程进行校准，5、依次类推，每次多打开定容装置的一个阀门对放射性气体进行稀释，直到被校仪器所有量程均被校准。
进一步的，所述步骤2具体包括：
放射性惰性气体定值完成后，打开被校放射性惰性气体监测仪进行多次读数，利用式(1)计算被校仪器最大量程内的校准因子：
式中：kmax—被校仪器最大量程内的校准因子；—被校仪器最大量程内读数的平均值；A—放射性惰性气体活度浓度。
进一步的，稀释后的放射性气体活度浓度可通过原气体活度浓度和体积通过公式(2)式计算：
式中：A/—稀释后的放射性气体活度浓度值；B—被校放射性惰性气体监测仪的腔室体积和管道体积之和；V—通过定容装置增加的体积。
另一方面，本申请还提供了一种放射性惰性气体监测仪校准系统，所述系统包括：定值系统、真空系统、定容装置、放射性气体储存钢瓶、工作气体存储钢瓶，其中，定值系统、真空系统、被校放射性惰性气体监测仪、定容装置分别通过阀门与气管连通，放射性气体储存钢瓶和工作气体存储钢瓶分别通过第二气管与真空系统，第二气管上设有气阀，定容装置中设有预设空间，定容装置中设有N个子阀门，N为大于等于1的正整数，每个子阀门开启后能够增加相应预设量的空间。
其中，定容装置中设有N个隔板，N个隔板将定容装置内分隔为N+1个扩容区，每个隔板上分别设有一子阀门，子阀门与扩容区一一对应，子阀门开启后将增加相应气体存储空间。
本申请中的放射性惰性气体监测仪校准系统采用本申请中的测量方法进行测量。
其中，本申请中的定值系统用来对放射性惰性气体定值，定值系统包括探测器和二次仪表。其中，探测器由三根结构完全相同而长度不同的圆柱形正比计数管并列组成，二次仪表包括前置放大器、主放大器、单道分析器、门产生器和六路计数器。三根正比计数管并排排列之后由一根不锈钢管与真空系统连接，请参考图3。
其中，本申请中的真空系统用来抽取放射性惰性气体监测仪校准系统中的空气，从而确保进入该系统中放射性气体的纯度。真空系统由不锈钢管道、机械泵、分子泵和显示仪表组成。
本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
(1)本校准方法无需将定值后的放射性惰性气体进行分装和转移，不仅能快速的实现惰性气体监测仪的校准而且避免了放射性气体转移过程中气体泄漏的风险，从而提高了校准工作的安全性；
(2)本校准方法只需通过对放射性惰性气体的1次定值就可实现被校仪器不同量程内对放射性气体活度浓度的需求，避免了分别对不同活度浓度下放射性惰性气体定值的复杂性。
(3)本校准方法通过定容装置改变放射性惰性气体的活度浓度，实现对放射性惰性气体的定量稀释从而满足被校仪器不同量程的需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；
图1是本申请中放射性惰性气体监测仪校准方法的流程示意图；
图2是本申请中放射性惰性气体监测仪校准系统的组成示意图；
图3是本申请中定值系统组成示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种放射性惰性气体监测仪校准方法及系统，解决了没有放射性惰性气体监测仪的校准方法，导致监测结果的准确性不能保证的技术问题，实现了对放射性惰性气体监测仪进行校准，保证放射性惰性气体监测仪监测结果准确性的技术效果。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参考图1，本申请提供了一种放射性惰性气体监测仪校准方法，所述方法包括：
步骤1：将定值系统、真空系统、被校放射性惰性气体监测仪、定容装置分别通过阀门与气管连通组成校准系统，利用定值系统对放射性惰性气体定值，获得被校放射性惰性气体监测仪腔室内放射性气体的活度浓度；
步骤2：放射性惰性气体定值完成后，打开被校放射性惰性气体监测仪进行多次读数，基于读数的平均值计算出被校放射性惰性气体监测仪最大量程内的校准因子；
步骤3：完成步骤2后，关闭定值系统与气管之间的阀门，然后打开定容装置与气管之间的阀门，利用定容装置的预设空间对被校放射性气体监测仪腔室进行第一次稀释，并计算出第一次稀释后的放射性气体活度浓度；
步骤4：依次打开定容装置中的多个子阀门，分别利用定容装置中的多个预设空间对被校放射性气体监测仪腔室进行多次稀释，分别计算出每次稀释后的放射性气体活度浓度；
步骤5：基于计算出的稀释后的放射性气体活度浓度，计算被校仪器不同量程内的校准因子，然后对不同量程内的校准因子求平均值，将该平均值作为被校仪器的校准因子。
本校准方法包括放射性惰性气体的定值、计算被校仪器最大量程的校准因子、通过定容装置对定值后的气体进行稀释和计算被校仪器不同量程内的校准因子四个部分。
(1)放射性惰性气体的定值：
按照附图2所示，将被校放射性惰性气体监测仪与真空系统、定值系统和定容装置连接，并打开所有阀门对系统抽真空。当系统达到预期的真空度后，关闭阀门3、阀门4和阀门5。将一定量的放射性工作气体通入真空系统、定值系统和被校放射性惰性气体监测仪，再将一定量的工作气体按照同样的方法通入真空系统、定值系统和被校放射性惰性气体监测仪使系统保持常压(此时定值系统与被校放射性惰性气体监测仪具有相同活度浓度的放射性气体)。待气体混合均匀后，利用定值系统对放射性惰性气体定值，就可得到被校放射性惰性气体监测仪腔室内放射性气体的活度浓度。
(2)计算被校仪器最大量程的校准因子：
放射性惰性气体定值完成后，打开被校放射性惰性气体监测仪进行读数，读数不少于10次。利用(1)式计算被校仪器最大量程内的校准因子。
式中：kmax—被校仪器最大量程内的校准因子；—被校仪器最大量程内读数的平均值；A—放射性惰性气体活度浓度。
(3)定值后的放射性气体定量稀释：
完成被校仪器最大量程的校准后，关闭阀门6，然后打开阀门3。此时被校放射性惰性气体监测仪与定容装置连通，被校放射性气体监测仪腔室内的气体将会被稀释(体积增加了1L)，稀释后的放射性气体活度浓度可通过原气体活度浓度和体积通过(2)式计算。
式中：A/—稀释后的放射性气体活度浓度值；B—被校放射性惰性气体监测仪的腔室体积；V—通过定容装置增加的体积。
通过同样的方法，在进行下一个量程校准时，打开阀门4完成气体再次稀释。依次类推，再打开阀门5完成气体的第3次稀释。
本发明创建了通过定容装置改变体积从而达到定量稀释已知活度浓度放射性气体的方法。在此方法的基础上，安全、快速的实现了放射性惰性气体监测仪不同量程内的校准。
该方法简单、可操作性强。仅仅只需对放射性惰性气体的1次定值就可到不同已知活度浓度的放射性气体。另外利用该方法对放射性惰性气体监测仪进行校准，无需将放射性气体转移和分装，使放射性气体在校准的整个过程中始终处于系统内部，有效的防止了气体转移分装过程中存在的危险性。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种放射性惰性气体监测仪校准方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1：将定值系统、真空系统、被校放射性惰性气体监测仪、定容装置分别通过阀门与气管连通组成校准系统，利用定值系统对放射性惰性气体定值，获得被校放射性惰性气体监测仪腔室内放射性气体的活度浓度；
步骤2：放射性惰性气体定值完成后，打开被校放射性惰性气体监测仪进行多次读数，基于读数的平均值计算出被校放射性惰性气体监测仪最大量程内的校准因子；
步骤3：完成步骤2后，关闭定值系统与气管之间的阀门，然后打开定容装置与气管之间的阀门，利用定容装置的预设空间对被校放射性气体监测仪腔室进行第一次稀释，并计算出第一次稀释后的放射性气体活度浓度；
步骤4：依次打开定容装置中的多个子阀门，分别利用定容装置中的多个预设空间对被校放射性气体监测仪腔室进行多次稀释，分别计算出每次稀释后的放射性气体活度浓度；
步骤5：基于计算出的稀释后的放射性气体活度浓度，计算被校仪器不同量程内的校准因子，然后对不同量程内的校准因子求平均值，将该平均值作为被校仪器的校准因子。
2.根据权利要求1所述的放射性惰性气体监测仪校准方法，其特征在于，不同量程内仪器的校准因子按照如下公式进行计算：
<mrow>
<msub>
<mi>k</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<msubsup>
<mi>A</mi>
<mi>i</mi>
<mo>/</mo>
</msubsup>
<msub>
<mi>C</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mfrac>
</mrow>
式中:ki—被校仪器不同量程内仪器的校准因子；
—被校仪器不同量程内稀释后的放射性气体活度浓度，Bq/L或Bq/m3；
Ci—被校仪器不同量程的读数，Bq/L或Bq/m3。
3.根据权利要求1所述的放射性惰性气体监测仪校准方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：首先，将定值系统、真空系统、被校放射性惰性气体监测仪、定容装置分别通过阀门与气管连通组成校准系统，利用校准系统进行校准，定容装置中设有预设空间，定容装置中设有N个子阀门，N为大于等于1的正整数，每个子阀门开启后能够增加相应预设量的空间；然后，将打开所有阀门，对校准系统进行抽真空处理，当校准系统达到预期的真空度后，关闭定容装置与气管之间的阀门，并关闭所有子阀门，将一定量的放射性工作气体通入校准系统中，然后再将一定量的工作气体通入校准系统中，并使校准系统保持常压，利用定值系统对放射性惰性气体定值，获得被校放射性惰性气体监测仪腔室内放射性气体的活度浓度。
4.根据权利要求3所述的放射性惰性气体监测仪校准方法，其特征在于，利用校准系统进行校准具体包括：初始状态时定容装置中为空气；然后对校准系统抽真空处理；当达到一定真空度后，将放射性气体和工作气体依次充入校准系统，对被校准仪器的最大量程进行校准；对最大量程校准后，打开定容装置的阀门，对被校仪器的量程进行校准，依次类推，每次打开定容装置的一个阀门，增加相应的空间对放射性气体进行稀释，直到被校仪器所有量程均被校准。在该过程中，每次对放射性气体稀释后都要通过补气系统向系统内冲入少量氮气使系统始终保持常压。
5.根据权利要求1所述的放射性惰性气体监测仪校准方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
放射性惰性气体定值完成后，打开被校放射性惰性气体监测仪进行多次读数，利用式(1)计算被校仪器最大量程内的校准因子：
式中：kmax—被校仪器最大量程内的校准因子；—被校仪器最大量程内读数的平均值；A—放射性惰性气体活度浓度。
6.根据权利要求1所述的放射性惰性气体监测仪校准方法，其特征在于，稀释后的放射性气体活度浓度可通过原气体活度浓度和体积通过公式(2)式计算：
式中：A/—稀释后的放射性气体活度浓度值；B—被校放射性惰性气体监测仪的腔室体积和管道体积之和；V—通过定容装置增加的体积。
7.一种放射性惰性气体监测仪校准系统，其特征在于，所述系统包括：定值系统、真空系统、定容装置、放射性气体储存钢瓶、工作气体存储钢瓶，其中，定值系统、真空系统、被校放射性惰性气体监测仪、定容装置分别通过阀门与气管连通，放射性气体储存钢瓶和工作气体存储钢瓶分别通过第二气管与真空系统，第二气管上设有气阀，定容装置中设有预设空间，定容装置中设有N个子阀门，N为大于等于1的正整数，每个子阀门开启后能够增加相应预设量的空间。
8.根据权利要求7所述的放射性惰性气体监测仪校准系统，其特征在于，定容装置中设有N个隔板，N个隔板将定容装置内分隔为N+1个扩容区，每个隔板上分别设有一子阀门，子阀门与扩容区一一对应，子阀门开启后将增加相应气体存储空间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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