CN109814145B - 一种低吸附大体积放射性气体测量容器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低吸附大体积放射性气体测量容器，包括上部模块、下部模块与方形硅胶垫片，所述方形硅胶垫片位于上部模块的底部与下部模块的顶部之间，所述上部模块顶部的左侧固定安装有进气管道，所述上部模块顶部的右侧固定安装有出气管道。该低吸附大体积放射性气体测量容器，通过设置的内部隔板，使容器内部形成气流通路，冲洗的氮气能够以较快的速度通过容器和内部隔板的内表面，较容易清洗掉吸附的气体分子，上部模块、下部模块与内部隔板均采用铝材料制成，由于铝材料对气体吸附能力弱，且对铝表面进行了氧化处理，大大的降低了对气体的吸附能力，且容器设计成方形，以便于设计和安装内部隔板，便于搬运，使用方便。

Description

一种低吸附大体积放射性气体测量容器

技术领域

本发明涉及放射性测量技术领域，具体是一种低吸附大体积放射性气体测量容器。

背景技术

在核电站或其它核设施周围，有必要对可能泄漏的放射性气体进行监测，以保证核设施的正常运行和工作人员的辐射安全。在放射性气体测量技术领域，国内外许多研究者做了大量研究工作。

西北核技术研究所解峰等人进行了低本底放射性气体测量装置的研究。该装置用井式NaI（TI）探测器作为反符合探测器，内充气正比计数管插入NaI井中作为主探测器，建立了一套低本底放射性气体测量系统。

中国工程物理研究院的卓仁鸿等人研制了一套使用多个正比计数管测量放射性气体的装置。正比计数管组由3支内充气正比计数管组成。3支内充气正比计数管的长度不同，而端结构及内外径完全一样。电子学测量系统由3路前放、3路主放、3路单道、3路计数器、信号传输线、计算机构成。放射性气体活度测量装置的测量范围为3.7×106-1.17×108Bq/L（合成标准不确定度≤1.2%）。

北京放射性核素实验室王世联等人发明了一种使用β-γ符合测量放射性气体的装置。其特征在于：放射性气体核素样品充入中空的充气式β探测器中，采用充气式β探测器高效探测放射性气体核素β射线或内转换电子，采用高分辨γ探测器测量γ或χ射线，γ探测器为HPGe探测器，充气式β探测器设置底部的一端朝下放置在HPGe探测器上，充气式β探测器的信号输出及HPGe探测器的输出信号分别送入符合电路，得到β-γ符合谱及γ探测器原始谱。

国际上在该领域处于领先水平的是瑞典研制的SAUNA系统。其测量装置使用4πβ-γ符合测量技术。使用中空的圆柱形塑料闪烁探测器作为β探测器，使用中空的NaI探测器作为γ或χ射线探测器。NaI探测器紧密包裹在闪烁探测器外部。最外部使用组装式铅屏蔽室屏蔽环境γ射线。测量时，把需要测量的放射性气体充入中空的圆柱形β探测器中。把β探测器和γ探测器的信号同时输入符合电路，得到β-γ符合谱。因为对β和γ射线的测量角度都接近4π，所以探测效率很高，探测限很低。

上述放射性气体测量仪器的一个共同特点是：所使用的放射性气体样品容器体积很小，一般在10ml左右。如果使用大体积气体样品容器，可以显著提升测量的灵敏度，但是清洗容器壁上吸附的气体残留比较困难。一般只能采用高温加热，同时反复抽真空充氮气的方法进行清洗。耗费人力和时间很多，并且难以应用于自动测量系统。研制低吸附性、大体积放射性气体样品容器对提高放射性气体测量的灵敏度有重大意义，但该方面的研究未见国内外相关文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低吸附大体积放射性气体测量容器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种低吸附大体积放射性气体测量容器，包括上部模块、下部模块与方形硅胶垫片，所述方形硅胶垫片位于上部模块的底部与下部模块的顶部之间，所述上部模块顶部的左侧固定安装有进气管道，所述上部模块顶部的右侧固定安装有出气管道，所述上部模块的顶部与下部模块的顶部均贯穿开设有若干个M10螺钉孔，所述M10螺钉孔螺纹连接有与其相适配的M10螺钉，所述下部模块通过其内壁开设的凹槽插接有内部隔板，所述上部模块通过其顶部中部贯穿开设的中心凹槽设置有NaI探测器，所述NaI探测器的顶部固定安装有前置放大器。

作为本发明再进一步的方案：所述上部模块和下部模块均采用铝块材料制成，且上部模块的厚度为20mm。

作为本发明进一步的方案：所述进气管道与出气管道为对称结构，所述进气管道与出气管道以上部模块的中心点为对称点对称分布。

作为本发明再进一步的方案：所述上部模块上的M10螺钉孔与下部模块上的M10螺钉孔一一对应，所述M10螺钉孔的中心有直径80mm，且其深度为160mm。

作为本发明再进一步的方案：所述下部模块为中空的方形容器。

作为本发明再进一步的方案：所述内部隔板由多块方形铝片搭接而成，所述内部隔板使下部模块的内部形成气流通道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本实用通过设置的内部隔板，使容器内部形成气流通路，冲洗的氮气能够以较快的速度通过容器和内部隔板的内表面，较容易清洗掉吸附的气体分子，上部模块、下部模块与内部隔板均采用铝材料制成，由于铝材料对气体吸附能力弱，且对铝表面进行了氧化处理，大大的降低了对气体的吸附能力，且容器设计成方形，以便于设计和安装内部隔板，便于搬运，使用方便，通过设置的NaI探测器，其测量角度接近4π，可以显著提高探测效率，同时容器可以承受至少5个大气压不漏气不变形，测量时加压，可以进一步显著提高探测效率，常压情况下，体积为5L的普通不锈钢样品容器，放置24小时，采用反复抽真空充氮气的方式清洗五次，不锈钢样品容器放射性气体残留比例不小于2%，而本结构采用内部设置内部隔板和使用表面氧化处理的铝材料两种技术制成的相同体积样品容器，使用相同的流程清洗，残留比例0.1%-0.2%，清洗效率高，且清洗效果好。

附图说明

图1为低吸附大体积放射性气体测量容器的结构示意图。

图2为低吸附大体积放射性气体测量容器外观侧视图。

图3为低吸附大体积放射性气体测量容器上部剖视图。

图中：上部模块1、下部模块2、方形硅胶垫片3、进气管道4、出气管道5、内部隔板6、NaI探测器7、前置放大器8、M10螺钉孔9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～3，本发明实施例中，一种低吸附大体积放射性气体测量容器，包括上部模块1、下部模块2、方形硅胶垫片3与铅屏蔽室，方形硅胶垫片3位于上部模块1的底部与下部模块2的顶部之间，上部模块1顶部的左侧固定安装有进气管道4，进气管道4的进气口设置有气体源，上部模块1顶部的右侧固定安装有出气管道5，出气管道5的出气口固定安装有真空泵，上部模块1的顶部与下部模块2的顶部均贯穿开设有若干个M10螺钉孔9，M10螺钉孔9螺纹连接有与其相适配的M10螺钉，下部模块2通过其内壁开设的凹槽插接有内部隔板6，上部模块1通过其顶部中部贯穿开设的中心凹槽设置有NaI探测器7，NaI探测器7测量角度接近4π，NaI探测器7的顶部固定安装有前置放大器8，上部模块1和下部模块2均采用铝块材料制成，且上部模块1的厚度为20mm，进气管道4与出气管道5为对称结构，进气管道4与出气管道5以上部模块1的中心点为对称点对称分布，上部模块1上的M10螺钉孔9与下部模块2上的M10螺钉孔9一一对应，M10螺钉孔9的中心有直径80mm，且其深度为160mm，下部模块2为中空的方形容器，内部隔板6由多块方形铝片搭接而成，内部隔板6使下部模块2的内部形成气流通道，铝材料的表面均经过氧化处理。

本发明的工作原理是：

使用时，先将内部隔板6插入下部模块2的内部，在下部模块2的上面放置方形硅胶垫片3，插入上部模块1，并拧入若干个M10螺钉进入M10螺钉孔9，对方形硅胶垫片3进行压紧以达到气密封效果，然后从上部模块1顶部中部开设的中心凹槽插入NaI探测器7，然后将整个样品容器放入铅砖累加组成的铅屏蔽室内测量，进气管道4和出气管道5从铅屏蔽室延出，进气管道4与气体源连接，出气管道5的一端与真空泵连接，测量时，首先使用真空泵把样品容器抽真空，然后将需要测量的气体导入样品容器，最后进行测量，清洗时，把清洗用的氮气管路与进气管道4连接，真空泵连接出气管道5，首先启动真空泵抽出样品容器内的气体，然后充入氮气，如此反复5次进行清洗，通过设置的内部隔板6，使容器内部形成气流通路，冲洗的氮气能够以较快的速度通过容器和内部隔板6的内表面，较容易清洗掉吸附的气体分子，上部模块1、下部模块2与内部隔板6均采用铝材料制成，由于铝材料对气体吸附能力弱，且对铝表面进行了氧化处理，大大的降低了对气体的吸附能力，且容器设计成方形，以便于设计和安装内部隔板6，便于搬运，使用方便，通过设置的NaI探测器，其测量角度接近4π，可以显著提高探测效率，同时容器可以承受至少5个大气压不漏气不变形，测量时加压，可以进一步显著提高探测效率，常压情况下，体积为5L的普通不锈钢样品容器，放置24小时，采用反复抽真空充氮气的方式清洗五次，不锈钢样品容器放射性气体残留比例不小于2%，而本结构采用内部设置内部隔板6和使用表面氧化处理的铝材料两种技术制成的相同体积样品容器，使用相同的流程清洗，残留比例0.1%-0.2%，清洗效率高，且清洗效果好。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低吸附大体积放射性气体测量容器，包括上部模块（1）、下部模块（2）与方形硅胶垫片（3），其特征在于：所述方形硅胶垫片（3）位于上部模块（1）的底部与下部模块（2）的顶部之间，所述上部模块（1）顶部的左侧固定安装有进气管道（4），所述上部模块（1）顶部的右侧固定安装有出气管道（5），所述上部模块（1）的顶部与下部模块（2）的顶部均贯穿开设有若干个M10螺钉孔（9），所述M10螺钉孔（9）螺纹连接有与其相适配的M10螺钉，所述下部模块（2）通过其内壁开设的凹槽插接有内部隔板（6），所述上部模块（1）通过其顶部中部贯穿开设的中心凹槽设置有NaI探测器（7），所述NaI探测器（7）的顶部固定安装有前置放大器（8）。

2.根据权利要求1所述的低吸附大体积放射性气体测量容器，其特征在于：所述上部模块（1）和下部模块（2）均采用铝块材料制成，且上部模块（1）的厚度为20mm。

3.根据权利要求1所述的低吸附大体积放射性气体测量容器，其特征在于：所述进气管道（4）与出气管道（5）为对称结构，所述进气管道（4）与出气管道（5）以上部模块（1）的中心点为对称点对称分布。

4.根据权利要求1所述的低吸附大体积放射性气体测量容器，其特征在于：所述上部模块（1）上的M10螺钉孔（9）与下部模块（2）上的M10螺钉孔（9）一一对应，所述M10螺钉孔（9）的中心有直径80mm，且其深度为160mm。

5.根据权利要求1所述的低吸附大体积放射性气体测量容器，其特征在于：所述下部模块（2）为中空的方形容器。

6.根据权利要求1所述的低吸附大体积放射性气体测量容器，其特征在于：所述内部隔板（6）由多块方形铝片搭接而成，所述内部隔板（6）使下部模块（2）的内部形成气流通道。

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