CN114113483B - 采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法及系统，方法包括：加热处于密闭状态的容纳单元，直至位于容纳单元内的模拟混合物达到第一预定温度，使得模拟混合物等温加热至蒸汽饱和，此时模拟混合物处于模拟气体的氛围中；控制容纳单元从密闭状态转化至流通状态，向容纳单元供应预定流量的模拟气体；加热位于容纳单元内的模拟混合物和模拟气体，使得模拟气体和模拟混合物处于气液平衡状态；采集自容纳单元溢出的样品，并测量以得到产物的份额。可以准确得到裂变产物通过铅铋合金释放的产物，且不对环境造成伤害。

Description

采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法和系统

技术领域

本发明的实施例涉及核反应堆技术领域，尤其涉及一种采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法和系统。

背景技术

裂变产物从铅铋冷却剂向覆盖氩气中迁移行为是正常源项和事故源项计算的关键。铅铋快堆采用铅铋作为冷却剂会伴随一个重要的问题：铅铋合金中产生和积累的210Po。210Po是α放射性核素并且具有138天的半衰期，由于210Po具有一定的挥发性，一回路冷却剂或者覆盖气腔泄漏可能会导致职业人员遭受一定的照射。

然而，目前国内外对放射性物质(包括裂变产物以及活化产物210Po)从高温铅铋合金向氩气等气氛释放的释放份额相关研究比较欠缺。

发明内容

本发明实施方式提供一种采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法和系统。

本发明实施方式的采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法，包括：加热处于密闭状态的容纳单元，直至位于容纳单元内的模拟混合物达到第一预定温度，使得模拟混合物等温加热至蒸汽饱和，此时模拟混合物处于模拟气体的氛围中；控制容纳单元从密闭状态转化至流通状态，向容纳单元供应预定流量的模拟气体；加热位于容纳单元内的模拟混合物和模拟气体，使得模拟气体和模拟混合物处于气液平衡状态；采集自容纳单元溢出的样品，并测量以得到产物的份额。

本发明实施方式的采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统，系统包括：容纳单元，具有用于容纳模拟混合物的容纳空间，模拟混合物包括铅铋合金和裂变产物，容纳单元能够接收模拟气体以模拟反应堆中裂变产物从铅铋合金向覆盖的模拟气体中释放出释放产物的过程；加热单元，用于控制容纳单元的温度，使得模拟气体和模拟混合物处于气液平衡状态；采样单元，采样单元位于容纳单元的下游，用于采集容纳单元溢出的样品。

本发明实施方式的采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法中，可以准确得到裂变产物通过铅铋合金释放的产物，且不对环境造成伤害。

本发明实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施方式的采集非放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统的结构框图。

图2是本发明实施方式的采集放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统的结构框图。

图3是本发明实施方式的采集非放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统的流程图。

图4是本发明另一种实施方式的采集非放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统的结构框图。

图5是本发明另一种实施方式的采集放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统的结构框图。

图6是本发明另一种实施方式的采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法的流程图。

主要元件符号说明：

10、系统；

100、供气单元；110、储气装置；120、净化装置；

200、加热单元；210、加热炉；220、预加热装置；

300、采样单元；310、采集线路；312、采样容器；313、流量仪表；314、吸收池；315、吸附管；

400、容纳单元；410、蒸发池；420、模拟容器；

500、流量控制单元；510、流量控制线路；512、节流阀；

600、测量单元；610、粒径分布检测仪；620、过滤排出单元；

700、回收单元；710、液体滞留器；

800、屏蔽装置；900、取样器。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1至图6，采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的份额的方法包括步骤1.1至步骤1.4。

步骤1.1：加热处于密闭状态的容纳单元400，直至位于容纳单元400内的模拟混合物达到第一预定温度，使得模拟混合物等温加热至蒸汽饱和，此时模拟混合物处于模拟气体的氛围中。

步骤1.2：控制容纳单元400从密闭状态转化至流通状态，向容纳单元400供应预定流量的模拟气体。

步骤1.3：加热位于容纳单元400内的模拟混合物和模拟气体，使得模拟气体和模拟混合物处于气液平衡状态。

步骤1.4：采集自容纳单元400溢出的样品，并测量以得到产物的份额。

本实施例中，将装有模拟混合物和模拟气体的装置等温加热至蒸汽饱和，随后将溢出的饱和蒸汽通过气流引至容器内冷凝捕集。在模拟气体的流量控制在预定范围的情况下，整个系统10内能够维持接近于气液平衡的状态(蒸汽饱和)，只要模拟气体的流量在该流量范围内，回收单元700中采集到的释放产物的浓度将保持不变。

在反应堆中，无论是在正常工况下还是事故状态下，高温铅铋合金中裂变产物都可能会向覆盖气体迁移，本实施例为了测量反应堆中释放产物的份额，利用实验装置对上述迁移过程进行模拟，对采集得到的释放产物进行测量以得到结果。考虑到反应堆的实际情况，将放射性裂变产物和非放射性裂变产物分开实验采集，将正常工况和事故工况分开实验采集。还可以利用两套不同的实验设备得到上述分开采集的释放产物。

在采集过程中，利用监测单元监测模拟混合物和模拟气体的温度、模拟气体的流量和容纳单元400内的压力。

步骤1.1包括步骤1.11至步骤1.12。

步骤1.11：控制容纳单元400处于流通状态，向容纳单元400内供应模拟气体，以使模拟混合物处于模拟气体的氛围内。

步骤1.12：控制容纳单元400自流通状态转化成密闭状态，加热容纳单元400内的模拟混合物。

步骤1.2包括步骤1.21或步骤1.22。

步骤1.21：向容纳单元400内供应氢气或氧气，以模拟反应堆处于正常工况。

步骤1.22：向容纳单元400内供应水蒸气，以模拟反应堆处于事故工况。

步骤1.21包括步骤1.23至步骤1.24。

步骤1.23：控制容纳单元400处于密闭状态，利用预加热装置220将模拟气体加热至第二预定温度；其中，第二预定温度小于或等于第一预定温度。

步骤1.24：控制容纳单元400从密闭状态转化至流通状态，向容纳单元400内供应加热后的模拟气体。

步骤1.4包括步骤1.41至步骤1.42。

步骤1.41：在预定时间内保持容纳单元400处于流通状态。

步骤1.42：达到预定时间后控制容纳单元400自流通状态转化成密闭状态。

图4是本发明另一种实施方式的采集非放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10的结构框图。图5是本发明另一种实施方式的采集放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10的结构框图。图6是本发明另一种实施方式的采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法的流程图。参见图4至图6，步骤1.4包括步骤1.43至步骤1.44。

步骤1.43：分别在加热容纳单元400前和停止采集样品后对模拟混合物的表面进行取样，以得到样品。步骤1.44：测量样品以得到产物的份额。在本实施例中，将两组样品经化学法降解后得到溶液，通过ICP-MS元素分析法测量样品内各元素含量，再转换为产物在模拟气体中的蒸汽分压或迁移因子。

进一步地，可以利用定量注射取样器900对模拟混合物的表面进行取样。

参见图4至图6，步骤1.4包括步骤1.45至步骤1.47。

步骤1.45：将自容纳单元400溢出的产物经吸附管315引至回收单元700。步骤1.46：采集附着在吸附管315管壁的样品。步骤1.47：测量样品以得到产物的份额。在本实施例中，将附着在吸附管315管壁的样品经过化学法降解后得到溶液，通过ICP-MS元素分析法测量样品内各元素含量，再转换为产物在模拟气体中的蒸汽分压或迁移因子。

参见图4至图6，步骤1.45包括步骤1.451。

步骤1.451：测量产物在吸附管315内的粒径分布，以建立物理模型。

图1是本发明实施方式的采集非放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10的结构框图。图2是本发明实施方式的采集放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10的结构框图。图3是本发明实施方式的采集非放射性裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10的流程图。参见图1、2和3，步骤1.4包括步骤1.48。

步骤1.48：直接采集自容纳单元400溢出的产物，并测量以得到放产物的份额。在本实施例中，直接将容纳单元400溢出的释放产物进行分析测量，可以得到释放产物的份额。

下面以模拟气体为氩气进行举例说明，但并不做其他限制。

控制加热单元200加热放置于容纳单元400内的约1000g的模拟混合物。控制加热单元200加热至第一预设温度，并维持该温度，可以通过控制加热炉210的输出实现温度的维持，避免采集单元在采集释放产物时模拟容器420内的气体温度和模拟混合物的温度发生波动。将温度升高至第一预设温度和稳定在第一预设温度需要一定的时间，所需时间为1-5小时，优选为1小时。模拟容器420在升温和稳定均处于密闭状态，模拟容器420内的气体在加热后发生膨胀，膨胀的部分气体溢出至采集单元，并通过控制设置在容纳单元400和采集单元之间的控制阀的开闭来控制气体是否流向采集单元。除此之外，还可以通过控制不同采集线路310上控制阀的开闭来控制气体的流向。控制供气单元100向加热单元200提供模拟气体。控制采样单元300采集容纳单元400溢出的样品。

将模拟容器420内气体的温度和模拟混合物的温度加热至第一预设温度并保持该温度不发生变化，随后同时打开部分控制阀，使得供气单元100向容纳单元400提供模拟气体，模拟气体为高纯度的氩气。

采集单元采集结束后，关闭加热炉210，使得模拟容器420内气体的温度和模拟混合物的温度降低，可以使用鼓风机对温度强制冷却，从采集结束的一定时间后降低到室温，所需时间为1-5小时，优选为1小时。

然后，从系统10中取出采集单元，随后对采集单元内的释放产物进行定量分析，以确定释放份额。

为了准确地评估填充在蒸发池410内的裂变产物通过铅铋合金释放的产物的份额，尽可能正确地测量由模拟气体引导到采样容器312的释放产物的量是很重要的。采集单元采集到的释放产物中，也包含在试验开始前(升温过程)、试验中以及试验结束后(降温过程)从模拟容器420扩散到采样容器312附着的成分。因此，通过控制流量控制线路510和采集线路310的阀门的开闭来控制不同流量控制线路510和采集线路310的通断，因此可以设置没有模拟气体流动的对照线路，将附着在对照线路上的采集容器上的量视为升温过程和降温过程中扩散附着量。将有模拟气体流通的采样容器312内的释放产物的量减去对照线路的附着量，可以得到裂变产物通过铅铋合金释放的产物的份额的真实值。

在第一种实施例中，模拟混合物包括铅铋合金和非放射性裂变产物。采样单元300上附着的释放产物，将采样容器312内表面用1:1的混合酸洗净，将采集的释放产物通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行离线检测分析。

除了ICP-MS仪器之外，其他仪器包括消解装置(微波消解装置或电热消解装置，其中微波消解装置具备程式化功率设定功能，可提供至600W的输出功率，微波消解容器为PFATeflon或同级材质；电热消解使用电热板，使用温度约100摄氏度)，陶瓷剪刀，聚四氟乙烯烧杯，聚乙烯容量瓶及其他一般实验室常用仪器设备。

通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行离线检测分析的检测步骤包括：样品前处理，标准曲线绘制，样品测定。

样品前处理包括以下步骤：选用采集介质，进行消解或洗脱。具体实施步骤为：采样容器312312内有采样滤膜，取适量采样滤膜样品，用陶瓷剪刀剪成小块置于聚四氟乙烯烧杯中，加入10.0mL硝酸-盐酸混合溶液，使滤膜浸没其中，盖上表面皿，在100摄氏度加热回流2小时，然后冷却。以超纯水淋洗烧杯内壁，加入约10mL超纯水，静置半小时进行浸提，过滤，定容至50.0mL，待测。也可先定容至50.0mL，经离心分离后取上清液进行测定。

标准曲线绘制及样品测定的步骤参考HJ657-2013《空气和废气颗粒物中铅等金属元素的测定电感耦合等离子体质谱法》实施，其中空白实验采用未进行采样的采样滤膜作为空白样品，经过与实际样品同样的保存、运输、消解、测定等步骤进行空白实验，在此不进行赘述。

具体地，非放射性裂变产物的工艺参数如下表所示：

在第二种实施例中，模拟混合物包括铅铋合金和放射性裂变产物。放射性裂变产物主要针对210Po等。采样单元300上附着的释放产物，将采集到的释放产物通过α能谱仪进行测量。

通过α能谱仪进行测量的步骤包括：样品采集，样品酸化溶解，加入示踪剂，样品制备(Ag片自镀)，α谱测量。

具体地，放射性裂变产物的工艺参数如下表所示：

参见图1和图4，采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10包括容纳单元400、加热单元200和采样单元300。容纳单元400具有用于容纳模拟混合物的容纳空间，模拟混合物包括铅铋合金和裂变产物，容纳单元400能够接收模拟气体以模拟反应堆中裂变产物从铅铋合金向覆盖的模拟气体中释放出释放产物的过程。加热单元200用于控制容纳单元400的温度，使得模拟气体和模拟混合物处于气液平衡状态。采样单元300位于容纳单元400的下游，用于采集容纳单元400溢出的样品。

进一步地，本实施例中通过向加热至预定温度的模拟混合物表面吹模拟气体，以模拟铅铋快堆中裂变产物从铅铋冷却剂向覆盖的气体(模拟气体)中释放的过程，通过对采集单元采集到的样品进行测量，可以得到裂变产物通过铅铋合金释放的产物的份额。

进一步地，铅铋合金由铅和铋加热混合之后形成。铅的纯度优选为99.99％或以上，铋的纯度优选为与99.9wt％或以上。模拟混合物的重量小于或等于1千克。

进一步地，模拟气体包括纯度大于或等于99％的惰性气体。具体地，模拟气体可以包括以下气体的一种或多种：氩气、氢气、氧气、水蒸气。当向容纳单元400中供应氩气、氢气或氧气时，以模拟处于反应堆处于正常工况下的情况；当向容纳单元400中供应水蒸气时，以模拟处于反应堆处于事故工况下的情况。

参见图1和图4，容纳单元400包括蒸发池410和模拟容器420。蒸发池410用于容纳模拟混合物。模拟容器420用于容纳蒸发池410。加热单元200包括加热炉210。加热炉210用于控制模拟混合物的温度，使得模拟气体和模拟混合物处于气液平衡状态。

进一步地，当模拟混合物包括非放射性裂变产物时，模拟容器420可以是一个不锈钢制成的圆柱状筒，以提高模拟容器420的使用寿命；当混合模拟物包括放射性裂变产物时，模拟容器420可以是一个石英制成的圆柱状筒，可以通过石英材料减小放射性沉积。

进一步地，蒸发池410可以由耐高温材料构成，例如：Al₂O₃(氧化铝)、陶瓷、石英等。

由于铅铋与不锈钢直接接触会导致不锈钢容器腐蚀和构成成分溶解，因此将模拟混合物放置在蒸发池410中，蒸发池410位于模拟容器420内，通过加热炉210对模拟混合物进行加热。

容纳单元400配置成具有流通状态和密闭状态。其中，当容纳单元400处于密闭状态时，加热单元200用于将模拟混合物等温加热至蒸汽饱和；当容纳单元400处于流通状态时，向容纳单元400内供应模拟气体。

进一步地，可以在容纳单元400和采样单元300之间、容纳单元400的上游设置控制阀，利用控制阀来控制容纳单元400上游和下游回路的通断，进而控制容纳单元400在流通状态和密闭状态之间转换。

参见图1，采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10还包括流量控制单元500。流量控制单元500用于控制模拟气体进入容纳单元400的气体流量，以保证容纳单元400内稳定处于气液平衡状态。

加热单元200用于控制模拟气体和模拟混合物加热至第一预设温度；其中，第一预设温度小于或等于1000℃。

在一些实施例中，第一预设温度优选为400℃至700℃。

流量控制单元500用于控制模拟气体进入容纳单元400的气体流量在0.5L/min至10L/min之间。

参见图1，加热单元200包括预加热装置220。预加热装置220位于容纳单元400的上游，能够使模拟气体的温度预热至小于或等于模拟混合物的温度，以稳定容纳单元400内的温度。

在一些实施例中，预加热装置220位于容纳单元400的上游。具体地，预加热装置220可以采用螺旋状的加热导丝，以增加与预加热装置220与模拟气体的接触面积，便于提高加热效果。

参见图1，采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10还包括监测单元。监测单元用于监测工艺参数，以使得容纳单元400内的模拟气体和模拟混合物处于气液平衡状态。

进一步地，通过设置监测单元保证工艺参数维持在设定数值，避免其发生波动，进而保证实验中采集到的释放产物的份额与实际反应堆中的释放产物的份额相近。

具体地，监测单元可以用于监测容纳单元400内的温度维持在第一预设温度±5℃的范围内波动。例如，若是确定第一预设温度为650℃，则容纳单元400内的温度需要保持在645℃至655℃之间。

工艺参数包括以下一种或多种：模拟气体的温度、模拟混合物的温度、容纳单元400内的温度、加热单元200的温度、容纳单元400内的压力。

具体地，容纳单元400内的温度可以通过热电偶进行测量。

参见图1和图4，采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10还包括供气单元100。供气单元100位于容纳单元400的上游，供气单元100内存储有模拟气体，用于向容纳单元400提供模拟气体。

进一步地，在容纳单元400的上游设置有供气单元100，在供气单元100和容纳单元400之间可以设置有流量控制单元500，通过流量控制单元500控制由流向容纳单元400的模拟气体的流量。

参见图1，流量控制单元500包括多条并联连接的流量控制线路510。每条流量控制线路510包括节流阀512和控制阀。节流阀512控制模拟气体通过流量控制线路510的流速。控制阀用于控制多条流量控制线路510的通断，以设置对照组和实验组。

进一步地，每条流量控制线路510还包括控制阀。在节流阀512的上游和下游分别设置有控制阀。利用设置在节流阀512上游的控制阀控制供气单元100与节流阀512之间回路的通断。利用设置在节流阀512下游的控制阀控制节流阀512与容纳单元400之间回路的通断。

参见图1，供气单元100包括储气装置110和净化装置120。储气装置110用于盛放模拟气体。净化装置120净化装置120位于储气装置110的下游和流量控制单元500的上游，用于对进入流量控制单元500的模拟气体进行净化。

进一步地，储气装置110可以采用不锈钢制成的气瓶，以承受较高的压力，保证实验的安全。

进一步地，加热单元200位于供气单元100的下游。

参见图1，系统10还包括测量单元600。测量单元600位于容纳单元400的周侧，并正对容纳单元400内的气相空间，以测量位于气相空间的释放产物的物理性质。

具体地，测量单元600包括粒径分布检测仪610。粒径分布检测仪610用于测量释放产物的粒径分布，以获取释放产物中不同种类气溶胶的粒径数据，用于物理模型的建立。

由于释放产物为气溶胶，可以通过测量气溶胶的粒径获取释放产物中不同种类的气溶胶的粒径数据。

在一些实施例中，采样单元300还包括多条采集线路310。每条采集线路310包括采样容器312和流量仪表313。通过流量仪表313测量释放产物通过采集单元的时间。再经过预定时间后，通过控制控制阀的开闭来控制采集单元内释放产物的通断。

具体地，多条采集线路310并联连接，通过控制不同采集线路310的开闭以获得不同的实验数据。

进一步地，可以在每条采集线路310中设置控制阀，通过控制阀控制多条采集线路310的通断。

进一步地，采样容器312由不锈钢制成。为了确认释放产物采集的有效性，容纳单元400和采集单元之间采用不锈钢或者树脂制成的U型管，以供释放产物流通。

进一步地，采样容器312内设置有滤膜，以便于后续测量。滤膜可以为玻璃纤维滤膜或石英滤膜。

参见图1，系统10还包括回收单元700。回收单元700位于采样单元300的下游，用于回收从采样单元300溢出的释放产物。

进一步地，回收单元700位于系统10的末端，以方便对回收单元700内收集到的释放产物进行集中处理和排放，避免污染环境。

参见图1，系统10包括液体滞留器710。液体滞留器710位于采样单元300和回收单元700之间，以收集释放产物中的放射性物质。当裂变产物为放射性时，系统10包括液体滞留器710，采用液体滞留的方式来避免放射性物质排向环境中。

参见图2和图5，采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统10还包括屏蔽装置800。屏蔽装置800位于容纳单元400、采样单元300、液体滞留器710和回收单元700外侧，以屏蔽释放产物中的放射性物质。

在一些实施例中，屏蔽装置800可以为手套箱，以便进行操作。

参加按图4至图6，系统10还包括过滤排出单元620、测量单元600和回收单元700。采样单元300、过滤排出单元620和回收单元700并联连接至容纳单元400。过滤排出单元620用于将释放产物过滤后排除，与容纳单元400之间通过连接管道相连接。测量单元600位于排出连接管道的周侧，以测量释放产物的物理性质。回收单元700位于容纳单元400的下游，用于回收从容纳单元400溢出的释放产物。

进一步地，回收单元700包括吸收池314和吸附管315。吸收池314用于接收释放产物。吸附管315用于连通吸收池314和容纳单元400。吸附管315可以由不锈钢或石英玻璃构成。在另一些实施例中，回收单元700可以包括多个吸收池314和吸附管315，吸收池314和吸附管315一一对应地设置，以再同一套实验装置中测量不同工况下的释放产物的份额。

进一步地，连接管道由石英玻璃构成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (23)

1.一种采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的方法，其特征在于，所述方法包括：

加热处于密闭状态的容纳单元，直至位于所述容纳单元内的模拟混合物达到第一预定温度，使得所述模拟混合物等温加热至蒸汽饱和，此时所述模拟混合物处于模拟气体的氛围中；

控制所述容纳单元从密闭状态转化至流通状态，向所述容纳单元供应预定流量的模拟气体；

加热位于容纳单元内的模拟混合物和模拟气体，使得所述模拟气体和所述模拟混合物处于气液平衡状态；

采集自所述容纳单元溢出的样品，并测量以得到所述产物的份额；

所述控制所述容纳单元从所述密闭状态转化至流通状态，向所述容纳单元供应模拟气体，包括：

利用预加热装置将所述模拟气体加热至第二预定温度；其中，所述第二预定温度小于或等于第一预定温度；

控制所述容纳单元从所述密闭状态转化至流通状态，向所述容纳单元内供应加热后的所述模拟气体。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加热处于密闭状态的容纳单元，直至位于所述容纳单元内的模拟混合物达到预定温度，此时所述模拟混合物处于模拟气体的氛围中，包括：

控制所述容纳单元处于流通状态，向所述容纳单元内供应模拟气体，以使所述模拟混合物处于模拟气体的氛围内；

控制所述容纳单元自流通状态转化成密闭状态，加热所述容纳单元内的所述模拟混合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述向所述容纳单元内供应模拟气体，包括：

向所述容纳单元内供应氢气或氧气，以模拟反应堆处于正常工况；或

向所述容纳单元内供应水蒸气，以模拟反应堆处于事故工况。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集自所述容纳单元溢出的样品，包括：

在预定时间内保持所述容纳单元处于流通状态；

达到预定时间后控制所述容纳单元自所述流通状态转化成所述密闭状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在采集过程中，利用监测单元监测所述模拟混合物和所述模拟气体的温度、所述模拟气体的流量和所述容纳单元内的压力。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集自所述容纳单元溢出的样品，并测量以得到所述产物的份额，包括：

分别在加热所述容纳单元前和停止采集所述样品后对所述模拟混合物的表面进行取样，以得到所述样品；

测量所述样品以得到所述产物的份额。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集自所述容纳单元溢出的样品，并测量以得到所述产物的份额，包括：

将自所述容纳单元溢出的所述产物经吸附管引至回收单元；

采集附着在所述吸附管管壁的所述样品；

测量所述样品以得到所述产物的份额。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述采集自所述容纳单元溢出的样品，并测量以得到所述产物的份额，还包括：

测量所述产物在所述吸附管内的粒径分布，以建立物理模型。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集自所述容纳单元溢出的样品，并测量以得到所述产物的份额，包括：

直接采集自所述容纳单元溢出的所述产物，并测量以得到所述产物的份额。

10.一种采集裂变产物通过铅铋合金释放的产物的系统，其特征在于，所述系统包括：

容纳单元，具有用于容纳模拟混合物的容纳空间，所述模拟混合物包括铅铋合金和裂变产物，所述容纳单元能够接收模拟气体以模拟反应堆中所述裂变产物从所述铅铋合金向覆盖的所述模拟气体中释放出释放产物的过程；

加热单元，用于控制所述容纳单元的温度，使得所述模拟气体和所述模拟混合物处于气液平衡状态；

采样单元，所述采样单元位于所述容纳单元的下游，用于采集所述容纳单元溢出的样品；

所述加热单元包括：

预加热装置，所述预加热装置位于所述容纳单元的上游，能够使所述模拟气体的温度预热至小于或等于所述模拟混合物的温度，以稳定所述容纳单元内的温度。

11.根据权利要求10 所述的系统，其特征在于，

所述容纳单元包括：

蒸发池，用于容纳所述模拟混合物；

模拟容器，用于容纳所述蒸发池；

所述加热单元包括：

加热炉，用于控制所述模拟混合物的温度，使得所述模拟气体和所述模拟混合物处于气液平衡状态。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，

所述容纳单元配置成具有流通状态和密闭状态；

其中，当所述容纳单元处于所述密闭状态时，所述加热单元用于将所述模拟混合物等温加热至蒸汽饱和；

当所述容纳单元处于所述流通状态时，向所述容纳单元内供应所述模拟气体。

13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

流量控制单元，用于控制所述模拟气体进入所述容纳单元的气体流量，以保证所述容纳单元内稳定处于气液平衡状态。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，

所述加热单元用于控制所述模拟气体和所述模拟混合物加热至第一预设温度；其中，所述第一预设温度小于或等于1000℃；和/或

所述流量控制单元用于控制所述模拟气体进入所述容纳单元的气体流量在0.5L/min至10L/min之间。

15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述流量控制单元包括多条并联连接的流量控制线路，每条所述流量控制线路包括：

节流阀，控制模拟气体通过流量控制线路的流速；

控制阀，用于控制多条所述流量控制线路的通断，以设置对照组和实验组。

16.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统包括：

储气装置，所述储气装置用于盛放所述模拟气体；

净化装置，所述净化装置位于所述储气装置的下游和所述流量控制单元的上游，用于对进入所述流量控制单元的所述模拟气体进行净化。

17.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

监测单元，用于监测工艺参数，以使得容纳单元内的所述模拟气体和所述模拟混合物处于气液平衡状态。

18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，

所述工艺参数包括以下一种或多种：所述模拟气体的温度、所述模拟混合物的温度、所述容纳单元内的温度、所述加热单元的温度、所述容纳单元内的压力、所述模拟气体的流量。

19.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

测量单元，所述测量单元位于所述容纳单元的周侧，并正对所述容纳单元内的气相空间，以测量位于所述气相空间的所述释放产物的物理性质。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述测量单元包括：

粒径分布检测仪，用于测量所述释放产物的粒径分布，以获取所述释放产物中不同种类气溶胶的粒径数据，用于物理模型的建立。

21.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统包括：

回收单元，位于所述采样单元的下游，用于回收从所述采样单元溢出的所述释放产物；

液体滞留器，所述液体滞留器位于所述采样单元和所述回收单元之间，以收集所述释放产物中的放射性物质。

22.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

过滤排出单元，用于将所述释放产物过滤后排除，与所述容纳单元之间通过连接管道相连接；

测量单元，位于排出所述连接管道的周侧，以测量所述释放产物的物理性质；

回收单元，位于所述容纳单元的下游，用于回收从所述容纳单元溢出的所述释放产物；

其中，所述采样单元、所述过滤排出单元和所述回收单元并联连接至所述容纳单元。

23.根据权利要求22所述的系统，其特征在于，所述回收单元包括：

吸收池，用于接收所述释放产物；

吸附管，用于连通所述吸收池和所述容纳单元。

Images