CN110208042A - 一种生物样中组织自由水氚取样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物样中组织自由水氚的取样装置。该装置基于蒸馏的原理进行样品收集，待测样品经过低温解析炉的加热后解析出TFWT水蒸气，该水蒸气经过玻璃管导出后进入冷凝部分进行冷凝收集。解析部分采用具有中空梨形磨口塞的解析管，可以有效防止冲料；收集部分采用冷阱进行样品收集，能够有效冷凝解析液，提高了样品冷凝率；收集部分还采用具有中空梨形或球形磨口塞的收集管，可以进行2级或多级样品冷凝收集，大大提高了样品回收率。该取样装置体积较小，移动灵活，可以在有效的时间内对多个生物样品中的TFWT进行解析收集，具有稳定可靠，操作方便，解析收集效率高等优点。
Description
技术领域
本发明属于辐射防护与环境保护技术领域，具体涉及一种生物样中组织自由水氚取样装置。
背景技术
在核电站、氚靶生产、中子发生器生产等场所都存在涉氚操作。由于氚自身所具有的特性，在环境中部分降落并被植物、动物等吸收，对生物圈产生一定的放射性危害。
氚被生物体摄入后，主要以有机结合氚（OBT）和组织自由水氚（TFWT）的形式存在。对于OBT分析的常用方法是将移除了TFWT的干样经催化氧化转化为HTO后进行液闪测量。而对于TFWT的测量，常用的方法有冷冻干燥、真空冷冻干燥、共沸蒸馏、低温真空蒸馏等方法，其中前两种方法需要在较长的时间（≥12h）内才能达到较高的回收率，而后两种方法虽然样品处理时间较短（≥5h），但回收率较低（≤70%）。然而，在氚操作场所TFWT反应的是环境中短时间内的氚浓度变化，常常需要快速准确的获取其活度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生物样中组织自由水氚的取样装置。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置，其特点是：所述的取样装置包括通过乳胶管顺序连接的解析管组、玻璃管组、收集管组、连接管、阀门、流量控制器和真空泵；
所述的解析管组放置在低温解析炉中，收集管组放置在冷阱中；
所述的解析管组包括m根解析管；所述的玻璃管组包括与解析管一一对应的m根玻璃管；所述的收集管组包括与解析管组对应的m×n根收集管，每根解析管对应个数为n的一排收集管；所述的连接管具有与解析管一一对应的m个进气口和一个出气口；m≥1，n≥2；
所述的收集管为一端封闭一端开口的玻璃容器，玻璃容器的开口端安装有塞子，塞子上插有一个进样管，一个出气管。
所述的低温解析炉为程序升温电炉，升温范围为室温~350℃。
所述的解析管为一端封闭一端开口的玻璃容器，玻璃容器的开口端为磨口，并配备有中空的梨形磨口塞，磨口塞顶部伸出一个镰刀形玻璃弯管，镰刀形玻璃弯管用于导出解析管中解析出的气体。
所述的乳胶管为医用乳胶管。
所述的冷阱为半导体冷阱或液氮冷阱。
所述的收集管的玻璃容器的开口端为磨口，塞子为中空的梨形磨口塞或球形磨口塞，磨口塞顶部分布有一长一短两根玻璃细管，长的玻璃细管为进样管，伸入收集管内1/3处，短的玻璃细管为出气管，出气管从磨口塞顶部伸出。
所述的连接管的材料为玻璃或石英。
所述的阀门为手动阀门或半手动阀门。
所述的流量控制器为质量流量控制器或浮子流量计。
所述的真空泵为微型真空泵或小型真空泵。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置基于蒸馏的原理，将含氚生物样品经过低温解析炉的加热解析出其中的TFWT，再经过玻璃管导出到收集管中，在冷阱的冷凝下进行样品收集，进而实现生物样中TFWT的收集。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置的解析部分采用具有中空的梨形磨口塞的解析管组进行样品解析，梨形磨口塞给予样品足够的反应空间，可以有效防止解析过程中样品冲料问题，特别在制备牛奶、尿氚等液体样品时效果明显。同时，解析管组可以为一个或多个解析管同时进行一个或多个相同或不同样品的解析，大大解放了劳动力，缩短了制样时间，提高了制样效率。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置的冷凝部分采用冷阱的方式进行样品冷凝，与传统的蛇形或直行冷凝管的冷凝方法相比较，冷阱法冷凝能够有效冷凝解析液，提高了样品冷凝率，减少了样品在冷凝时的损耗。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置的收集部分采用具有中空的梨形磨口塞或球形磨口塞的收集管组进行收集，收集管组可以有效凝集收集液；一组收集管组同时采用2路或多路收集管串联的方式进行样品多级收集，进一步提高了样品的回收率。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置采用流量控制器进行取样过程的流量监控，在取样的各个时刻不仅能够显示流量，而且能够根据不同的解析样品调节样品流量，避免了在解析液体样品如牛奶、尿氚等时因流速过大出现的冲料、冷凝不充分等问题，提高了装置的可靠性。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置能够在较短的解析时间内（≤3h）解析出足够的样品用于后续测量，基本解决了事故状态生物样中氚浓度的快速收集问题，满足涉氚场所（核电站、氚靶生产、中子发生器生产等）环境生物样品中组织自由水氚的快速有效收集的要求，适用于环境生物样（动物样、植物样）以及工作人员尿氚中TFWT的快速收集。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置的体积较小，移动灵活，可以在有效的时间内对多个生物样品中的TFWT进行解析收集，具有稳定可靠，操作方便，解析收集效率高等优点。
附图说明
图1为本发明的实施例1的生物样中组织自由水氚取样装置结构示意图；
图中：1.低温解析炉 2.解析管 3.乳胶管 4.玻璃管 5.冷阱 6.收集管Ⅰ 7.收集管Ⅱ8.连接管 9.阀门 10.流量控制器 11.真空泵。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的生物样中组织自由水氚取样装置包括通过乳胶管3顺序连接的解析管组、玻璃管组、收集管组、连接管8、阀门9、流量控制器10和真空泵11；
所述的解析管组放置在低温解析炉1中，收集管组放置在冷阱5中；
所述的解析管组包括m根解析管2；所述的玻璃管组包括与解析管2一一对应的m根玻璃管3；所述的收集管组包括与解析管组对应的m×n根收集管，每根解析管2对应个数为n的一排收集管；所述的连接管8具有与解析管2一一对应的m个进气口和一个出气口；m≥1，n≥2；
所述的收集管为一端封闭一端开口的玻璃容器，玻璃容器的开口端安装有塞子，塞子上插有一个进样管，一个出气管。
所述的低温解析炉1为程序升温电炉，升温范围为室温~350℃。
所述的解析管2为一端封闭一端开口的玻璃容器，玻璃容器的开口端为磨口，并配备有中空的梨形磨口塞，磨口塞顶部伸出一个镰刀形玻璃弯管，镰刀形玻璃弯管用于导出解析管2中解析出的气体。
所述的乳胶管3为医用乳胶管。
所述的冷阱5为半导体冷阱或液氮冷阱。
所述的收集管的玻璃容器的开口端为磨口，塞子为中空的梨形磨口塞或球形磨口塞，磨口塞顶部分布有一长一短两根玻璃细管，长的玻璃细管为进样管，伸入收集管内1/3处，短的玻璃细管为出气管，出气管从磨口塞顶部伸出。
所述的连接管8的材料为玻璃或石英。
所述的阀门9为手动阀门或半手动阀门。
所述的流量控制器10为质量流量控制器或浮子流量计。
所述的真空泵11为微型真空泵或小型真空泵。
实施例1
如图1所示，本实施例的取样装置包括通过乳胶管3顺序连接的解析管2、玻璃管4、收集管Ⅰ6、收集管Ⅱ7、连接管8、阀门9、流量控制器10和真空泵11。
本实施例采用1根解析管、1根玻璃管、2根收集管，连接管8有1个进气口，先后进行了松针叶子和扁竹根叶子中的TFWT的解析。
本实施例中的低温解析炉为以高锰铸铝为内衬的解析炉，该解析炉在4h保温后，温度下降不超过5℃。
本实施例中的冷阱为半导体冷阱，能够在常温~-30℃下进行样品冷凝。
本实施例中的收集管为带有球形中空磨口塞的收集管。
本实施例中的阀门为手动阀门。
本实施例中的流量控制器为质量流量控制器。
本实施例中的真空泵为微型真空泵。
本实施例中的松针叶子和扁竹根叶子这两种生物样品均在105℃的温度下进行样品解析，TFWT的收集效率分别为78%和82%。
本实施例中低温解析炉还可以为以石棉为内衬的解析炉，收集管还可以为带有梨形中空磨口塞的收集管，冷阱还可以为液氮冷阱，阀门还可以为半手动阀门，流量控制器还可以为浮子流量计，真空泵还可以为小型真空泵。采用上述任何替换设备或材料均能获得相同或相似的收集效果。
本发明不局限于上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的取样装置包括通过乳胶管（3）顺序连接的解析管组、玻璃管组、收集管组、连接管（8）、阀门（9）、流量控制器（10）和真空泵（11）；
所述的解析管组放置在低温解析炉（1）中，收集管组放置在冷阱（5）中；
所述的解析管组包括m根解析管（2）；所述的玻璃管组包括与解析管（2）一一对应的m根玻璃管（3）；所述的收集管组包括与解析管组对应的m×n根收集管，每根解析管（2）对应个数为n的一排收集管；所述的连接管（8）具有与解析管（2）一一对应的m个进气口和一个出气口；m≥1，n≥2；
所述的收集管为一端封闭一端开口的玻璃容器，玻璃容器的开口端安装有塞子，塞子上插有一个进样管，一个出气管。
2.根据权利要求1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的低温解析炉（1）为程序升温电炉，升温范围为室温~350℃。
3.根据权利要求1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的解析管（2）为一端封闭一端开口的玻璃容器，玻璃容器的开口端为磨口，并配备有中空的梨形磨口塞，磨口塞顶部伸出一个镰刀形玻璃弯管，镰刀形玻璃弯管用于导出解析管（2）中解析出的气体。
4.根据权利要求书1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的乳胶管（3）为医用乳胶管。
5.根据权利要求1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的冷阱（5）为半导体冷阱或液氮冷阱。
6.根据权利要求1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的收集管的玻璃容器的开口端为磨口，塞子为中空的梨形磨口塞或球形磨口塞，磨口塞顶部分布有一长一短两根玻璃细管，长的玻璃细管为进样管，伸入收集管内1/3处，短的玻璃细管为出气管，出气管从磨口塞顶部伸出。
7.根据权利要求书1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的连接管（8）的材料为玻璃或石英。
8.根据权利要求书1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的阀门（9）为手动阀门或半手动阀门。
9.根据权利要求书1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的流量控制器（10）为质量流量控制器或浮子流量计。
10.根据权利要求书1所述的生物样中组织自由水氚取样装置，其特征在于：所述的真空泵（11）为微型真空泵或小型真空泵。
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