CN108008439A - 一种核电厂水体辐射监测系统 - Google Patents

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刘刚
张德春
叶明�
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刘衡
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李静
张启明
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Abstract

本发明提供一种核电厂水体辐射监测系统，通过探测器设置于浮标上，并位于水面下，以监测关键核素；通过分析仪接收所述水中参数并进行放大和处理，生成能谱信息；然后由岸边固定站接收所述能谱信息，并监测岸边参数；最后由中央站实验室接收所述能谱信息和所述岸边参数，根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度，并存储或显示所述比浓度与所述岸边参数；使得监控人员能够对核电厂辐射的关键核素进行辨别，同时能够实现对核电厂周边水体的辐射水平进行监测和预警的功能，解决了现有技术的问题。

Description

一种核电厂水体辐射监测系统
技术领域
本发明涉及核电厂水体辐射监测技术领域，特别涉及一种核电厂水体辐射监测系统。
背景技术
目前，国内关于核电厂区辐射监督性的监测均没有覆盖到周边海上区域，现有的核电厂水体辐射测量的技术是通过人工取样后进行试验室分析，此种方法虽然能得到一定的辐射测量结果，但是其既不能对核电厂周边水环境辐射水平起到预警作用，也不能对核电厂辐射的关键核素进行辨别，不适用于核电站需要进行核泄漏物质监测的特殊环境。
发明内容
本发明提供一种核电厂水体辐射监测系统，以提供对核电厂水体辐射的监测方案。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种核电厂水体辐射监测系统，包括：探测器、分析仪、岸边固定站及中央站实验室；其中：
所述探测器位于水面下，并设置于浮标上，用于监测水中参数；所述水中参数包括关键核素；
所述分析仪位于水面上，并设置于所述浮标上，与所述探测器相连，用于接收所述水中参数并进行放大和处理，生成能谱信息；
所述岸边固定站与所述分析仪通讯连接，用于接收所述能谱信息，并监测岸边参数；所述岸边参数包括：风向、风速、温度、湿度、气压、潮位及空气核素；
所述中央站实验室与所述岸边固定站通讯连接，用于接收所述能谱信息和所述岸边参数，根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度，并存储或显示所述比浓度与所述岸边参数。
优选的，所述探测器为碘化钠或溴化镧闪烁晶体探测器，所述关键核素包括137Cs与131I的核裂变产物。
优选的，所述水中参数还包括：水温、盐度、流速、流向、pH浊度、溶解氧、降雨量及电导率。
优选的，所述分析仪还用于为所述探测器提供高压供电及低压供电。
优选的，所述分析仪为数字化多道分析仪。
优选的，所述探测器与所述分析仪均通过防水防腐蚀外壳及相应的结构件固定于所述浮标上。
优选的，所述岸边固定站与所述分析仪通过通用分组无线服务技术GPRS、码分多址CDMA无线通讯技术或者无线数传电台实现通讯连接。
优选的，所述中央站实验室与所述岸边固定站通过GPRS或者有线光纤实现通讯连接。
优选的，所述中央站实验室用于根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度时，具体用于：根据所述能谱信息，通过能谱处理算法，计算得到所述关键核素在水中的比浓度。
优选的，所述中央站实验室还用于：接收查看指令，并根据所述查看指令显示相应的比浓度或者岸边参数。
本发明提供的核电厂水体辐射监测系统，通过探测器设置于浮标上，并位于水面下，以监测关键核素；通过分析仪接收所述水中参数并进行放大和处理，生成能谱信息；然后由岸边固定站接收所述能谱信息，并监测岸边参数；最后由中央站实验室接收所述能谱信息和所述岸边参数，根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度，并存储或显示所述比浓度与所述岸边参数；使得监控人员能够对核电厂辐射的关键核素进行辨别，同时能够实现对核电厂周边水体的辐射水平进行监测和预警的功能，解决了现有技术的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的核电厂水体辐射监测系统的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的核电厂水体辐射监测系统的另一结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明提供一种核电厂水体辐射监测系统，以提供对核电厂水体辐射的监测方案。
具体的，所述核电厂水体辐射监测系统，如图1所示，包括：探测器101、分析仪102、岸边固定站103及中央站实验室104；其中：
探测器101位于水面下，并设置于浮标上；
分析仪102位于水面上，并设置于所述浮标上，与探测器101相连；
岸边固定站103与分析仪102通讯连接；
中央站实验室104与岸边固定站103通讯连接。
具体的工作原理为：
探测器101用于监测水中参数；所述水中参数包括关键核素；
分析仪102用于接收所述水中参数并进行放大和处理，生成能谱信息；
岸边固定站103用于接收所述能谱信息，并监测岸边参数；所述岸边参数包括：风向、风速、温度、湿度、气压、潮位及空气核素；
中央站实验室104用于接收所述能谱信息和所述岸边参数，根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度，并存储或显示所述比浓度与所述岸边参数。
所述比浓度与所述岸边参数的监测数据可以通过中央站实验室104的大屏幕进行显示，使得各种在线监测数据等信息能够直观地被显示，进而使监控人员能及时监视核电厂周边水体的辐射情况，准确判断其状态，指挥专业人员处理各种检修和抢修工作。
值得说明的是，探测器101及分析仪102的个数可以视具体环境进行设定，此处不做具体限定。另外，核电厂周边的水体包括：海洋、江、河、湖泊、水库、渠道及地下水等，所述核电厂水体辐射监测系统可以用于其中任意一种或多种水体；当所述核电厂水体辐射监测系统用于监测渠道或者地下水中的辐射水平时，岸边固定站103设置于渠道或者地下水周边的陆地上即可，应视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
本实施例提供的所述核电厂水体辐射监测系统，通过上述工作原理，使得监控人员能够对核电厂辐射的关键核素进行辨别，同时能够实现对核电厂周边水体的辐射水平进行监测和预警的功能，解决了现有技术的问题，满足核电站核泄漏物质监测的特殊环境。
本发明另一实施例还提供了另外一种具体的核电厂水体辐射监测系统，如图1所示，包括：探测器101、分析仪102、岸边固定站103及中央站实验室104；其中：
探测器101位于水面下，并设置于浮标上；
分析仪102位于水面上，并设置于所述浮标上，与探测器101相连；
岸边固定站103与分析仪102通讯连接；
中央站实验室104与岸边固定站103通讯连接。
优选的，探测器101为碘化钠或溴化镧闪烁晶体探测器，所述关键核素包括137Cs与131I的核裂变产物。
碘化钠探测器具有效率高、坚固而用的优点，利于应用，可以视其具体应用环境而定，此处仅为一种示例。
在具体的实际应用中，所述关键核素还可以包括其他核裂变产物，此处不再一一赘述，均在本申请的保护范围内。
优选的，所述水中参数还包括：水温、盐度、流速、流向、pH浊度、溶解氧、降雨量及电导率。
岸边固定站103将其自身监测的数据(所述岸边参数)与海洋、海水监测参数(即来源于所述水中参数的所述能谱信息，如水温、盐度、流速、流向、pH浊度、溶解氧、降雨量以及电导率等)一起实时发送到中央站实验室104，进行后续的处理、存储及显示等。
本实施例提供的探测器101可以实现水文要素观测和连续辐射监测。通过连续辐射监测能够监测海洋环境中放射性物质的变化情况，监督核设施的放射性废液排放，跟踪核电厂运行后对海水的放射性影响，进而避免福岛核事故的类似事件发生。而通过水文要素观测能够实现对海洋、江、河、湖泊、水库、渠道、地下水等水文要素的实时观测，为防洪减灾提供监测预警功能，并能为近海核电厂运行期间排放监控提供必要的水文资料。
本发明另一实施例还提供了另外一种具体的核电厂水体辐射监测系统，如图1所示，包括：探测器101、分析仪102、岸边固定站103及中央站实验室104；其中：
探测器101位于水面下，并设置于浮标上；
分析仪102位于水面上，并设置于所述浮标上，与探测器101相连；
岸边固定站103与分析仪102通讯连接；
中央站实验室104与岸边固定站103通讯连接。
优选的，分析仪102还用于为探测器101提供高压供电及低压供电。
优选的，分析仪102为数字化多道分析仪。
优选的，探测器101与分析仪102均通过防水防腐蚀外壳及相应的结构件固定于所述浮标上。
参见图2，分析仪102可以接收12V的直流电压，经过电源转换后生成低压和高压，同时为探测器101的前放信号处理板提供所需要的低压供电及探头所需要的高压供电。12V的直流电压可以为蓄电池或太阳能电池供电，此处不做具体限定，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。另外，探测器101的功率越小越好，以适应海洋长期监测的需要。
在具体的实际应用中，探测器101可以使用碘化钠晶体与光电倍增管的组合，由于海洋温度的变化，采用碘化钠探测器时，分析仪102应设置增益控制和温度补偿环节，以便于仪器的校准。探测器101采集到的所述水中参数的电信号输入到分析仪102，再经过分析仪102放大并处理后，产生相应的2048道能谱信息。
探测器101及分析仪102使用防水防腐蚀外壳封装后，均通过结构件固定在所述浮标上，并将所述浮标直接置于海水中。探测器101采用防水防腐蚀封装，安装于水下，并通过专用电缆与海面上的分析仪102连接。
本实施例提供的核电厂水体辐射监测系统，方便简单，经济性好，能够实现连续的水体辐射在线监测。
本发明另一实施例还提供了另外一种具体的核电厂水体辐射监测系统，如图1所示，包括：探测器101、分析仪102、岸边固定站103及中央站实验室104；其中：
探测器101位于水面下，并设置于浮标上；
分析仪102位于水面上，并设置于所述浮标上，与探测器101相连；
岸边固定站103与分析仪102通讯连接；
中央站实验室104与岸边固定站103通讯连接。
优选的，岸边固定站 103与分析仪 102之间可以通过GPRS(General PacketRadio Service，通用分组无线服务技术)、CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)无线通讯技术或者无线数传电台实现通讯连接。
具体的，为了使探测器101浸没于海水中，可以将探测器101设置于所述浮标底端，由蓄电池或太阳能电池通过分析仪102为探测器101供电，分析仪生成的所述能谱信息可以通过无线通讯技术传输到岸边固定站103；例如，分析仪102的信号输出端可以通过RJ45网络与相应的通讯装置(如设置于所述浮标顶端的3G模块)进行数据传输，此处仅为一种示例，并不一定限定于此，可以视其具体应用环境而定，能够实现上述通讯的方式均在本申请的保护范围内。
另外，所述浮标可以根据水深、洋流和海面人为活动情况采用不同的方式进行系泊，可以视其具体应用环境而定，此处不做具体限定。
优选的，中央站实验室104与岸边固定站103通过GPRS或者有线光纤实现通讯连接。
优选的，中央站实验室104用于根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度时，具体用于：根据所述能谱信息，通过能谱处理算法，计算得到所述关键核素在水中的比浓度。
优选的，中央站实验室104还用于：接收查看指令，并根据所述查看指令显示相应的比浓度或者岸边参数。
中央站实验室104的操作系统可以设置有相应的能谱分析软件及区域辐射监测管理平台软件。该能谱分析软件通过整合能谱处理算法，直接给出关键核素在水中的比浓度；同时，监控人员可通过该区域辐射监测管理平台软件发出查看指令，对核电厂的多个监测点数据进行查看、管理和/或存储等操作。
其余工作原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，包括：探测器、分析仪、岸边固定站及中央站实验室；其中：
所述探测器位于水面下，并设置于浮标上，用于监测水中参数；所述水中参数包括关键核素；
所述分析仪位于水面上，并设置于所述浮标上，与所述探测器相连，用于接收所述水中参数并进行放大和处理，生成能谱信息；
所述岸边固定站与所述分析仪通讯连接，用于接收所述能谱信息，并监测岸边参数；所述岸边参数包括：风向、风速、温度、湿度、气压、潮位及空气核素；
所述中央站实验室与所述岸边固定站通讯连接，用于接收所述能谱信息和所述岸边参数，根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度，并存储或显示所述比浓度与所述岸边参数。
2.根据权利要求1所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述探测器为碘化钠或溴化镧闪烁晶体探测器，所述关键核素包括137Cs与131I的核裂变产物。
3.根据权利要求1所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述水中参数还包括：水温、盐度、流速、流向、pH浊度、溶解氧、降雨量及电导率。
4.根据权利要求1所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述分析仪还用于为所述探测器提供高压供电及低压供电。
5.根据权利要求1所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述分析仪为数字化多道分析仪。
6.根据权利要求1所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述探测器与所述分析仪均通过防水防腐蚀外壳及相应的结构件固定于所述浮标上。
7.根据权利要求1所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述岸边固定站与所述分析仪通过通用分组无线服务技术GPRS、码分多址CDMA无线通讯技术或者无线数传电台实现通讯连接。
8.根据权利要求1所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述中央站实验室与所述岸边固定站通过GPRS或者有线光纤实现通讯连接。
9.根据权利要求1至8任一所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述中央站实验室用于根据所述能谱信息得到所述关键核素在水中的比浓度时，具体用于：根据所述能谱信息，通过能谱处理算法，计算得到所述关键核素在水中的比浓度。
10.根据权利要求1至8任一所述的核电厂水体辐射监测系统，其特征在于，所述中央站实验室还用于：接收查看指令，并根据所述查看指令显示相应的比浓度或者岸边参数。
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