CN114152487A - 核设施废气中放射性惰性气体的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核设施废气中放射性惰性气体的检测装置及检测方法，检测装置包括第一至第三分离器、解吸装置、测量装置和抽气泵，第一至第三分离器内分别装有用于吸附核设施废气中放射性惰性气体Xe的第一吸附材料、吸附放射性惰性气体Kr的第二吸附材料、吸附放射性惰性气体Ar的第三吸附材料，解吸装置用于分别解吸放射性惰性气体Xe、Kr和Ar，测量装置用于分别测量解吸的放射性惰性气体Xe、Kr和Ar；利用检测装置对惰性气体进行检测。本发明的检测装置及检测方法，各分离器上的多孔材料实现放射性惰性气体Xe、Kr和Ar的选择性吸附，解吸装置和测量装置来实现放射性惰性气体Xe、Kr和Ar的快速检测，避免活性炭富集的NOx气体的爆炸风险。

Description

核设施废气中放射性惰性气体的检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体涉及一种核设施废气中放射性惰性气体的检测装置及检测方法。

背景技术

核电站反应堆运行、地下核试验、乏燃料后处理等人类核活动均会产生放射性惰性气体，通过废气排放系统排入环境均会造成环境污染。比较关注的放射性惰性气体有⁸⁵Kr、^131mXe、^133mXe、¹³³Xe、¹³⁵Xe、³⁷Ar等，一方面是由于这些核素具有相对较长的半衰期，易在环境中累积，具有一定的环境指示意义，另一方面是由于这些核素是核设施运行和乏燃料后处理、核事故等释放的重要放射性核素，造成全球环境大气中浓度的变化，对全球公众造成了辐射影响。³⁷Ar是全面禁止核试验条约组织(CTBTO)重点关注的放射性惰性气体核素。

惰性气体是一类重要的工业气体，具有极高的商业应用价值。例如高纯Xe气被广泛用于发光、电子工业保护气、激光、医用麻醉、空间离子推进等领域。鉴于惰性气体在电光源、半导体产业和医疗等行业产生的巨大社会效益和经济效益，惰性气体的供应及需求以及一些新用途无疑已成为全球范围内最具吸引力的气体商品，核设施废气中放射性惰性气体的分离既能大大减少放射性废气向环境中的排放量，又能得到商业可用的高纯惰性气体。

目前国内外普遍采用能源密集型低温精馏法捕获和分离放射性惰性气体同位素，由于惰性气体在空气中的含量极少，提取困难，只有在大型、特大型空分设备上才能分离和提取，设备投资高、运行能耗高、生产成本高。

通过监测核设施周围环境和气态流出物中放射性惰性气体的活度浓度，以确认核设施运行中是否有异常排放，并且可以用于准确评估核设施排放的放射性惰性气体对公众造成的辐射影响。全球核禁试条约组织(CTBTO)已在全球建立了80个国际监测站(IMS)，其中40个采用了放射性氙监测装置，其中主要关注4种放射性氙同位素的监测，包括^131mXe、^133mXe、¹³³Xe和¹³⁵Xe。放射性惰性气体的检测亦需要对其分离与浓集，国际上普遍使用价格低廉、性能稳定的活性炭材料与多孔碳材料对惰性气体进行吸附与分离，但由于核设施废气处理过程中富集的NOx气体会使活性炭吸附床有爆炸的风险，因此并不适用于核设施废气中放射性惰性气体的分离与浓集。

现有技术中，一般采用低温精馏法或低温活性炭冷阱的方法分离纯化放射性惰性气体，这些方法投资成本高、运行能耗高、操作复杂，并且核设施废气处理过程中富集的NOx气体会使活性炭吸附床有爆炸的风险。

因而，如何在没有爆炸风险的情况下，快速高效分离核设施废气中的放射性惰性气体并对其活度浓度进行检测，是当前急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的第一目的是提供一种核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其能够快速高效的实现放射性惰性气体的分离收集及检测，没有爆炸的风险。

为了达到上述第一目的，本发明采用以下的技术方案：

一种核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，包括第一分离器、第二分离器、第三分离器、解吸装置、测量装置和抽气泵，所述第一分离器内装有用于吸附核设施废气中放射性惰性气体Xe的第一吸附材料，所述第二分离器内装有用于吸附所述核设施废气中放射性惰性气体Kr的第二吸附材料，所述第三分离器内装有用于吸附所述核设施废气中放射性惰性气体Ar的第三吸附材料，所述解吸装置用于分别解吸所述放射性惰性气体Xe、所述放射性惰性气体Kr和所述放射性惰性气体Ar，所述测量装置用于分别测量解吸的所述放射性惰性气体Xe、解吸的所述放射性惰性气体Kr和解吸的所述放射性惰性气体Ar，所述第一分离器、所述第二分离器和所述第三分离器依次连通，所述测量装置的一侧分别与所述第一分离器、所述第二分离器和所述第三分离器连接，所述测量装置的另一侧连接所述抽气泵。开启抽气泵，第一分离器、第二分离器、第三分离器均在室温下分别进行惰性气体Xe、Kr和Ar的选择性吸附和收集，无需冷却，而后利用解吸装置分别对惰性气体Xe、Kr和Ar解吸，再利用测量装置实现分别对解吸的惰性气体Xe、Kr和Ar进行检测。其中，测量装置包括测量池和高纯锗γ谱仪，惰性气体检测时，抽气泵分别将解吸的惰性气体Xe、Kr和Ar送进测量池中，再使用高纯锗γ谱仪实现放射性惰性气体的检测。且在对惰性气体分离过程中，抽气泵可实现大体积核设施废气的连续进样，氮气载气由系统自身产生，无需补充载气。

上述技术方案中，优选地，所述第一吸附材料为SBMOF，所述第二吸附材料为FMOFCu，所述第三吸附材料为Ag-EST-10。其中，第一吸附材料SBMOF，其制备方法包括如下步骤：将13mmol的CaCl₂和13mmol的SDB(4,4-磺酰基二苯甲酸酯)加入至120mL的乙醇溶液中，搅拌2h以获得均一溶液。将所得溶液置于180℃下反应3d，获得无色、针状晶体，用无水乙醇洗涤多次，再用DMF洗涤至晶体中的SDB完全移除。将获得的SBMOF置于真空干燥箱中于100℃下活化12h；第二吸附材料FMOFCu，其制备方法包括如下步骤：将0.1mmol的硝酸铜(0.024g)与0.31mmol的2,20-双(4-羧基苯基)六氟丙烷(CPHFP，0.122g)溶解于5mL去离子水中，在150℃下水热反应12小时，用10mL DMF反复洗涤产物以除去过量的CPHFP，然后在空气中干燥1小时；第三吸附材料Ag-EST-10，其制备方法包括如下步骤：将10g硝酸银溶解于50g去离子水中，向该溶液中加入5g分子筛ETS-10，在80℃下反应1小时，过滤得到经银处理的ETS-10，去离子水清洗，再重复进行上述交换程序两次(共三次交换)，然后在80℃下干燥后制得。

上述技术方案中，进一步优选地，所述解吸装置包括分别用于给所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器加热的第一加热装置、第二加热装置、第三加热装置；分别用于监测所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器温度的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器以及用于控制所述第一加热装置、所述第二加热装置、所述第三加热装置加热温度的温度控制器，所述温度控制器分别与所述第一加热装置、所述第二加热装置、所述第三加热装置连接，所述温度控制器还分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、第三温度传感器连接。第一至第三加热装置采用加热炉，加热炉内设有电阻丝，第一至第三温度传感器采用热电偶，另外通过温度控制器实现对第一至第三分离器的温度分别调节，从而实现惰性气体Xe、Kr和Ar的分别解吸。

上述技术方案中，再进一步优选地，还包括依次连通的压力计、流量计、第一过滤器和第二过滤器，所述第二过滤器设置在所述第一分离器前方且与所述第一分离器连通，所述第一过滤器内设置有干燥膜，所述第一过滤器用于除去核设施废气中的水分，所述第二过滤器内设置有聚合物渗透膜，所述第二过滤器用于除去所述核设施废气中的水分、二氧化碳和氧气。核设施废气通过进样管进入第一过滤器去除水分，之后进入第二过滤器去除水分、O₂和CO₂，再之后进入第一分离器、第二分离器、第三分离器分别进行惰性气体Xe、Kr和Ar的选择性吸附和收集。

上述技术方案中，更进一步优选地，所述干燥膜为聚砜膜或聚酰亚胺膜或硅橡胶膜或醋酸纤维素膜。

上述技术方案中，还进一步优选地，所述聚合物渗透膜为硅橡胶膜或醋酸纤维素膜或聚酰亚胺膜。上述干燥膜和聚合物渗透膜中可供选择的有几种膜名称相同，但是工艺不同，控制聚合物中氢键位的多少、高分子链的填充密度、膜孔径大小等可以实现不同的功能。经过第二过滤器可以几乎完全去除核设施废气中的水、O₂和CO₂，将有利于后续分离器中放射性惰性气体的分离和浓集。

上述技术方案中，且进一步优选地，还包括循环吸附装置，所述循环吸附装置包括设置在所述第一分离器前的第一三通阀、设置在所述第三分离器后的第二三通阀、以及连通所述第一三通阀和所述第二三通阀的管路，所述循环吸附装置用于供所述核设施废气循环通过所述第一分离器、所述第二分离器和所述第三分离器。循环吸附装置的设置使得核设施废气可以循环通过第一分离器、第二分离器和第三分离器，从而提高惰性气体的吸附量，无需增加冗余的分离器。

上述技术方案中，再进一步优选地，所述管路上还设置有排气口，所述排气口用于排出载气气体N₂和所述核设施废气中的²²²Rn。排气口即第二三通阀上的一个通口，N₂的排出可以极大的减小测量样品体积，²²²Rn的排出可以极大的减小测量本底值。

本发明的第二目的是提供一种核设施废气中放射性惰性气体的检测方法，其能够快速高效的实现放射性惰性气体的分离收集及检测，没有爆炸的风险。

为了达到上述第二目的，本发明采用以下的技术方案：

一种核设施废气中放射性惰性气体的检测方法，包括如下步骤：

开启抽气泵，核设施废气依次通过连通的第一分离器、第二分离器、第三分离器，第一分离器吸附收集放射性惰性气体Xe，第二分离器吸附收集放射性惰性气体Kr，第三分离器吸附收集放射性惰性气体Ar；

分别加热所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器以分别解吸所述放射性惰性气体Xe、所述放射性惰性气体Kr、所述放射性惰性气体Ar，解吸的所述放射性惰性气体Xe、所述放射性惰性气体Kr、所述放射性惰性气体Ar分别进入测量装置以测量其活度浓度。

上述技术方案中，优选地，所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器的加热温度均为120℃-200℃。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

本发明的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置和检测方法，通过分别装有第一吸附材料、第二吸附材料、第三吸附材料的第一分离器、第二分离器和第三分离器分别实现惰性气体Xe、Kr和Ar的选择性吸附和收集，采用解吸装置进行惰性气体Xe、Kr和Ar的解吸，并利用测量装置分别检测解吸的惰性气体Xe、Kr和Ar的活度浓度，惰性气体回收效率高且稳定，能够连续采集样品，无需低温冷却，操作简单、成本低，避免了活性炭富集的NOx气体的爆炸风险，且将分离和测量连接起来，能够快速高效的实现放射性惰性气体的收集与检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明优选实施例中一种核设施废气中放射性惰性气体的检测装置的示意图。

图中：压力计-1、流量计-2、第一过滤器-3、第二过滤器-4、第一三通阀-5、加热炉-6、第一分离器-7、第三三通阀-8、第二分离器-9、第四三通阀-10、第三分离器-11、热电偶-12、温度控制器-13、第五三通阀-14、第二三通阀-15、测量池-16、高纯锗γ谱仪-17、抽气泵-18。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1核设施废气中放射性惰性气体的检测装置

如图1所示，本实施例的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，能够实现核设施废气中放射性惰性气体的分离和检测，其包括压力计1、流量计2、第一过滤器3、第二过滤器4、第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11、测量池16、高纯锗γ谱仪17和抽气泵18。第一过滤器3内设置有干燥膜，第二过滤器4内设置有聚合物渗透膜，第一分离器7内装有对惰性气体Xe具有高吸附容量和高选择性的SBMOF多孔材料，第二分离器内装有对惰性气体Kr具有高吸附容量和高选择性的FMOFCu多孔材料，第三分离器内装有对惰性气体Ar具有高吸附容量和高选择性的Ag-EST-10多孔材料，从而第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11分别实现核设施废气中放射性惰性气体Xe、Kr和Ar的选择性吸附和收集。第一分离器7、第二分离器9和第三分离器11依次连通，且三个分离器分别安装了加热炉6和热电偶12，加热炉6给相应的分离器进行加热以使相应的分离器上吸附的惰性气体解吸，热电偶12监测相应的分离器的温度，通过安装温度控制器13分别对三个分离器进行温度调节，另外，第一分离器7的后侧设置有第三三通阀8，第二分离器9的后侧设置有第四三通阀10，第三分离器11的后侧设置有第五三通阀14，测量池16的一侧分别与第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11连通，测量池16的另一侧连接抽气泵18。通过切换第三三通阀8、第四三通阀10、第五三通阀14分别将解吸的放射性惰性气体Xe、Kr、Ar引入到测量池16，再通过高纯锗γ谱仪17实现放射性惰性气体的检测。

其中，多孔材料SBMOF，其制备方法包括如下步骤：将13mmol的CaCl₂和13mmol的SDB(4,4-磺酰基二苯甲酸酯)加入至120mL的乙醇溶液中，搅拌2h以获得均一溶液；将所得溶液置于180℃下反应3d，获得无色、针状晶体，用无水乙醇洗涤多次，再用DMF洗涤至晶体中的SDB完全移除；将获得的SBMOF置于真空干燥箱中于100℃下活化12h。多孔材料FMOFCu，其制备方法包括如下步骤：将0.1mmol的硝酸铜(0.024g)与0.31mmol的2,20-双(4-羧基苯基)六氟丙烷(CPHFP，0.122g)溶解于5mL去离子水中，在150℃下水热反应12小时，用10mLDMF反复洗涤产物以除去过量的CPHFP，然后在空气中干燥1小时。多孔材料Ag-EST-10，其制备方法包括如下步骤：将10g硝酸银溶解于50g去离子水中，向该溶液中加入5g分子筛ETS-10，在80℃下反应1小时，过滤得到经银处理的ETS-10，去离子水清洗，再重复进行上述交换程序两次(共三次交换)，然后在80℃下干燥后制得。

第一过滤器内3设置有干燥膜，干燥膜可以为聚砜(PS)膜、聚酰亚胺(PI)膜、硅橡胶(PDMS)膜以及醋酸纤维素(CA)膜等，其用于对水分子的脱除；第二过滤器4内设置有聚合物渗透膜，聚合物渗透膜可以为硅橡胶(PDMS)膜、醋酸纤维素(CA)膜、聚酰亚胺(PI)膜等，其用于对水分子、O₂和CO₂的脱除。经过第二过滤器4可以几乎完全去除核设施废气中的水分子、O₂和CO₂，将有利于后续各分离器中放射性惰性气体的分离和浓集。

为了提高惰性气体Xe、Kr和Ar在多孔材料上的吸附量，还设置有循环吸附装置，循环吸附装置的设置使得核设施废气可以循环通过三个分离器，提高惰性气体的吸附量，无需增加冗余的分离器。其中，循环吸附装置包括设置在第一分离器7前的第一三通阀5、设置在第三分离器11后的第五三通阀14、以及连通第一三通阀5和第五三通阀14的管路，循环吸附装置用于供核设施废气循环通过第一分离器7、第二分离器9和第三分离器11。管路上还设置有排气口，通过在管路上设置第二三通阀15，则排气口为第二三通阀15上的一个通口，该通口作为排气口用于排出载气气体N₂和核设施废气中的²²²Rn等，N₂的排出可以极大的减小测量样品体积，²²²Rn的排出可以极大的减小测量本底值。

通过温度控制器13对三个分离器分别加热至150℃以使三个分离器上吸附的惰性气体解吸，切换第三三通阀8、第四三通阀10和第五三通阀14将放射性惰性气体Xe、Kr、Ar分别引入测量池16，通过高纯锗γ谱仪17实现放射性惰性气体的检测。

本实施例中，抽气泵18可实现大体积核设施废气的连续进样并通过第一过滤器3、第二过滤器4和第一至第三分离器(7、9、11)，氮气载气由系统自身产生，无需补充载气。核设施废气的进样体积可根据探测限需要进行调整。

具体的，进样体积和探测限之间的关系可按照下式进行计算：

式中：

MDC-探测限，Bq/m³；

n_b—本底计数率，CPM；

t_b—本底测量时间，min；

t_c—本底样品测量时间，min；

V—标准状况下的进样体积，m³；

P_E—γ射线分支比；

Y—放射性惰性气体的回收率，％；

Eff—γ射线特征峰探测效率，％。

本实施例的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，可以根据探测限的需要处理大体积核设施废气进行惰性气体的分离，从而可以获得很低的探测下限(0.15mBq/m³(¹³³Xe)、4.1mBq/m³(^131mXe)、1.5mBq/m³(^133mXe))，且处理速度快。

本实施例的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，一方面通过采用对惰性气体Xe、Kr和Ar分别具有高吸附容量和高选择性的多孔材料和循环吸附装置实现核设施废气中放射性惰性气体很高的收集效率(大于80％)，回收效率高且稳定，另一方面将分离和测量连接起来，能够快速高效的实现放射性惰性气体的收集与检测。

实施例2核设施废气中放射性惰性气体的检测方法

本实施例提供了一种利用实施例1的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置进行核设施废气中放射性惰性气体检测的方法，可实现快速测量。包括如下步骤：

收集步骤包括：开启抽气泵18，核设施废气依次通过连通的压力计1、流量计2、第一过滤器3、第二过滤器4、第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11，惰性气体Xe、Kr和Ar依次吸附在第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11中。收集完毕后进行检测步骤。

检测步骤包括：通过温度控制器13对三个分离器分别加热至150℃，分别对吸附在三个分离器上的惰性气体进行解吸，通过切换第三三通阀8、第四三通阀10和第五三通阀14从而分别将放射性惰性气体Xe、Kr、Ar引入测量池16，通过高纯锗γ谱仪17实现放射性惰性气体的检测。解吸速度快，无需其他制样过程，大大提高样品测量效率。

具体实施流程为：开启抽气泵18，核设施废气依次通过连通的压力计1、流量计2、第一过滤器3、第二过滤器4、第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11，惰性气体Xe、Kr和Ar依次吸附在第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11中，剩余的气体通过第一三通阀5和第五三通阀14在第一分离器7、第二分离器9、第三分离器11中进行循环吸附。待循环吸附5次后通过第二三通阀15将废气排出，废气包括载气气体N₂和²²²Rn。通过温度控制器13对三个分离器分别加热至150℃，切换第三三通阀8、第四三通阀10和第五三通阀14分别将放射性惰性气体Xe、Kr、Ar引入测量池16，通过高纯锗γ谱仪17实现放射性惰性气体的检测。

本申请的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置以及检测方法，适用于各种核设施废气中放射性惰性气体的分离和测定，通过分别采用对惰性气体Xe、Kr和Ar吸附能力强和选择性高的多孔材料和循环吸附装置实现放射性惰性气体的分离和收集，通过多个加热炉对吸附在各分离器上的惰性气体分别解吸，并通过测量池和高纯锗γ谱仪分别对解吸的惰性气体进行测定。

方法过程包括样品进样、干燥膜过滤器过滤，聚合物渗透膜过滤器过滤，SBMOF多孔材料分离和浓集惰性气体Xe，FMOFCu多孔材料分离和浓集惰性气体Kr，Ag-EST-10多孔材料分离和浓集惰性气体Ar，各多孔材料经温度控制器加热后将惰性气体解吸进入测量池，通过高纯锗γ谱仪实现放射性惰性气体的检测。

样品进样：开启抽气泵，通过压力计和流量计实现核设施废气连续、稳定地进入第一至第三分离器；过滤：核设施废气依次进入干燥膜过滤器和聚合物渗透膜过滤器，实现水分子、O₂和CO₂的去除；分离和浓集：通过装在第一至第三分离器中的各多孔材料，配合循环吸附装置实现放射性惰性气体依次并循环吸附在第一至第三分离器内的多孔材料上，收集效率大于80％；γ谱仪测量：第一至第三分离器上的各多孔材料经温度控制器加热后将吸附在其上的惰性气体解吸进入测量池，通过高纯锗γ谱仪实现放射性惰性气体的检测。

本申请建立了一种可以稳定、高效、连续收集核设施废气中放射性惰性气体并进行高效测量的方法，收集效率高且稳定，通过采用对惰性气体Xe、Kr和Ar分别具有高吸附容量和高选择性的多孔材料和循环吸附装置实现放射性惰性气体的分离。将分离和测量连接起来，能够快速高效的实现放射性惰性气体的收集与检测。常温下分离，无需低温冷却，无需载气，避免了活性炭富集的NO_x气体的爆炸风险，适用于各类核设施废气中放射性惰性气体的分离与检测。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：包括第一分离器、第二分离器、第三分离器、解吸装置、测量装置和抽气泵，所述第一分离器内装有用于吸附核设施废气中放射性惰性气体Xe的第一吸附材料，所述第二分离器内装有用于吸附所述核设施废气中放射性惰性气体Kr的第二吸附材料，所述第三分离器内装有用于吸附所述设施废气中放射性惰性气体Ar的第三吸附材料，所述解吸装置用于分别解吸所述放射性惰性气体Xe、所述放射性惰性气体Kr和所述放射性惰性气体Ar，所述测量装置用于分别测量解吸的所述放射性惰性气体Xe、解吸的所述放射性惰性气体Kr和解吸的所述放射性惰性气体Ar，所述第一分离器、所述第二分离器和所述第三分离器依次连通，所述测量装置的一侧分别与所述第一分离器、所述第二分离器和所述第三分离器连接，所述测量装置的另一侧连接所述抽气泵。

2.根据权利要求1所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：所述第一吸附材料为SBMOF，所述第二吸附材料为FMOFCu，所述第三吸附材料为Ag-EST-10。

3.根据权利要求2所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：所述解吸装置包括分别用于给所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器加热的第一加热装置、第二加热装置、第三加热装置；分别用于监测所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器温度的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器以及用于控制所述第一加热装置、所述第二加热装置、所述第三加热装置加热温度的温度控制器，所述温度控制器分别与所述第一加热装置、所述第二加热装置、所述第三加热装置连接，所述温度控制器还分别与所述第一温度传感器、所述第二温度传感器、第三温度传感器连接。

4.根据权利要求3所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：还包括依次连通的压力计、流量计、第一过滤器和第二过滤器，所述第二过滤器设置在所述第一分离器前方且与所述第一分离器连通，所述第一过滤器内设置有干燥膜，所述第一过滤器用于除去核设施废气中的水分，所述第二过滤器内设置有聚合物渗透膜，所述第二过滤器用于除去所述核设施废气中的水分、二氧化碳和氧气。

5.根据权利要求4所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：所述干燥膜为聚砜膜或聚酰亚胺膜或硅橡胶膜或醋酸纤维素膜。

6.根据权利要求5所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：所述聚合物渗透膜为硅橡胶膜或醋酸纤维素膜或聚酰亚胺膜。

7.根据权利要求6所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：还包括循环吸附装置，所述循环吸附装置包括设置在所述第一分离器前的第一三通阀、设置在所述第三分离器后的第二三通阀、以及连通所述第一三通阀和所述第二三通阀的管路，所述循环吸附装置用于供所述核设施废气循环通过所述第一分离器、所述第二分离器和所述第三分离器。

8.根据权利要求7所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测装置，其特征在于：所述管路上还设置有排气口，所述排气口用于排出载气气体N₂和所述核设施废气中的²²²Rn。

9.一种核设施废气中放射性惰性气体的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

开启抽气泵，核设施废气依次通过连通的第一分离器、第二分离器、第三分离器，第一分离器吸附收集放射性惰性气体Xe，第二分离器吸附收集放射性惰性气体Kr，第三分离器吸附收集放射性惰性气体Ar；

分别加热所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器以分别解吸所述放射性惰性气体Xe、所述放射性惰性气体Kr、所述放射性惰性气体Ar，解吸的所述放射性惰性气体Xe、所述放射性惰性气体Kr、所述放射性惰性气体Ar分别进入测量装置以测量其活度浓度。

10.根据权利要求9所述的核设施废气中放射性惰性气体的检测方法，其特征在于：所述第一分离器、所述第二分离器、所述第三分离器的加热温度均为120℃-200℃。

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