CN114383899A - 一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于辐射防护与辐射监测技术领域，涉及一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法。所述的吸收方法包括如下步骤：(1)准备多个液体吸收瓶，并在每个液体吸收瓶中加入一定体积的硝酸溶液或盐酸溶液、一定体积的1‑辛醇、一定体积的水，混合均匀后将各个液体吸收瓶用管道依次串联起来，并在最末端液体吸收瓶的尾端连接抽气泵，在最前端液体吸收瓶的最前端连接气溶胶采样头；(2)开启抽气泵，使空气经气溶胶采样头经过每个液体吸收瓶中的溶液，以实现气溶胶中放射性核素的充分捕集。利用本发明的气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，能够高效捕集气溶胶中的放射性核素，尤其是小粒径气溶胶中的放射性核素。

Description

一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法
技术领域
本发明属于辐射防护与辐射监测技术领域，涉及一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法。
背景技术
随着国家环境保护的要求越来越高、公众环保意识的不断加强以及节能减排政策的实施，提高相关分析技术的水平，确保相关单位更好的完成环境监测和评价工作具有十分重大的意义。
环境气溶胶中的放射性核素主要来源于宇宙射线生成的、自然界存在的以及人类实践活动产生的等各方面放射性核素。其中气溶胶中的Pu主要来源于核试验、核燃料后处理厂、核设施的废物排放、核事故以及携带核物质卫星的焚毁等人类核活动。U、Po属于天然核素，在某些人类活动中会增加其在环境气溶胶中的含量。
核设施在运行过程中，有一些放射性核素会随着气态流出物释放到环境空气中，有些核素具有很强的放射性毒性和生物毒性，如Pu、210Po、U同位素等(在放射性核素毒性分组中，239Pu、210Po、234U位于极毒组)。有些核素容易在人体内富集，半衰期较长，造成长期持续内照射，例如Pu易于骨髓中富集。根据模拟人体呼吸系统的气溶胶粒径分布数据显示，小粒径的气溶胶更容易沉积到人体肺器官的深部，如0.43～0.65μm颗粒物沉积到肺泡中，造成的辐射危害更大。粒径越小，吸入气溶胶整个呼吸道的沉积份额越大，给人类健康造成严重威胁。所以要重点关注设施场所及环境气溶胶中放射性核素的监测。
从保护环境和人类健康的角度出发，环境气溶胶中放射性核素的监测是相关单位和监管部门非常重视的问题，这不仅关系到人员内照射剂量估算及防护措施的有效实施，更能促进核能事业的良性循环发展。
目前我国还未出台气溶胶中放射性核素采集的标准方法，对于核素采样的研究也较少，主要是滤膜阻挡方式进行采集，而目前传统的滤膜只能捕集0.3μm以上粒径的气溶胶，而对于更小粒径的颗粒物是无法捕集到的。根据ICRP 103号报告的数据，小粒径气溶胶更容易沉积在人体肺部深度，造成的剂量贡献份额较大，所以需要开展气溶胶的有效捕集。液体吸收是一种不错的解决方式，通过化学络合和气液两相物理反应实现气溶胶中放射性核素的捕集，为环境、场所及流出物中气溶胶放射性核素监测提供技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，以能够高效捕集气溶胶中的放射性核素，尤其是小粒径气溶胶中的放射性核素。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，所述的吸收方法包括如下步骤：
(1)准备多个液体吸收瓶，并在每个液体吸收瓶中加入一定体积的硝酸溶液或盐酸溶液、一定体积的1-辛醇、一定体积的水，混合均匀后将各个液体吸收瓶用管道依次串联起来，并在最末端液体吸收瓶的尾端连接抽气泵，在最前端液体吸收瓶的最前端连接气溶胶采样头；
(2)开启抽气泵，使空气经气溶胶采样头经过每个液体吸收瓶中的溶液，以实现气溶胶中放射性核素的充分捕集。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(1)中，所述的液体吸收瓶的个数为2-10个，每个液体吸收瓶的体积各自独立的为5-5000mL。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(1)中，
每个液体吸收瓶中加入的所述的硝酸溶液的浓度各自独立的为 5-18mol/L，体积各自独立的为5-5000mL；
每个液体吸收瓶中加入的所述的盐酸溶液的浓度各自独立的为 3-12mol/L，体积各自独立的为5-5000mL。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(1)中，每个液体吸收瓶中加入的所述的1-辛醇的体积各自独立的为1-10mL。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(1)中，用管道依次串联各个液体吸收瓶时要保证管道密封性完好。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(2)中，所述的抽气泵采用负压方式进行空气的采集。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(2)中，所述的抽气泵的抽气流速为0.2-5mL/min。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(2)中，所述的抽气泵使空气从溶液底部进入液体吸收瓶，以鼓泡方式通过溶液，然后从溶液的顶部流出，如此依次通过各液体吸收瓶，以实现气溶胶中放射性核素的充分捕集。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(2)中，所述的气溶胶采样头收集空气中的颗粒物进入液体吸收瓶内。
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其中步骤(2)中，气溶胶中放射性核素充分捕集后，停止捕集过程，收集各液体吸收瓶中的溶液，用于进行放射性核素的浓集和分析测定。
本发明的有益效果在于，利用本发明的气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，能够高效捕集气溶胶中的放射性核素，尤其是小粒径气溶胶中的放射性核素。
本发明的吸收方法通过实际气溶胶样品验证，可以有效捕集气溶胶中 U、Po-210等核素，可以捕集到亚微米级的气溶胶放射性核素(目前世界上对于小粒径气溶胶捕集效果关注较少，缺乏有效的捕集方式)，因此可推荐应用于核设施流出物取样和场所监测中。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：气溶胶中放射性核素的液体吸收
示例性的气溶胶中放射性核素的液体吸收方法包括如下步骤：
(1)准备三个液体吸收瓶，体积均为3000mL；
(2)量取240mL浓度为15mol/L的硝酸溶液，等量转移到三个液体吸收瓶中(稀释后硝酸溶液的浓度为2mol/L)；
(3)量取3mL 1-辛醇，等量转移到三个液体吸收瓶中；
(4)量取1560mL的蒸馏水，等量转移到三个液体吸收瓶中，混合均匀；
(5)采用串联的方式将三个液体吸收瓶连接起来，并保证管道密封性完好(串联级数为3级)；
(6)在最末端液体吸收瓶的尾端连接抽气泵，便于采用负压方式进行空气的采集；
(7)在最前端液体吸收瓶的最前端连接气溶胶采样头，便于收集空气中的颗粒物进入液体吸收瓶内；
(8)开启抽气泵，控制气体流速为1mL/min，使空气从溶液底部进入液体吸收瓶，以鼓泡方式通过溶液，然后从溶液的顶部流出，如此依次通过各液体吸收瓶，以实现气溶胶中放射性核素的充分捕集；
(9)采样12小时后，停止捕集过程，收集各液体吸收瓶中的溶液，用于进行放射性核素的浓集和分析测定。
通过实验验证，该吸收方法可以捕集到0.3μm以下的小粒径气溶胶中的U、Po-210等核素(具体验证方法是：采用该吸收方法捕集实际采集气溶胶样品，在液体吸收瓶的前面串联传统的玻璃纤维材质的气溶胶采样膜，按照上述步骤(1)-(9)分析并检测液体吸收剂中U、Po-210等核素含量)。
利用上述示例性的气溶胶中放射性核素的液体吸收方法在我国某地采集气溶胶样品并进行分析测定，实验结果列于表1。
表1
Figure RE-GDA0003527503010000051
实验结果表明，2M硝酸+1-辛醇对U、Po-210的吸收率分别为76.1％和42.7％；Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级吸收液对U的吸收率分别为13.0％、12.6％和 50.5％；Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级吸收液对Po-210的吸收率分别为19.6％、14.8％和 8.4％。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种气溶胶中放射性核素的液体吸收方法，其特征在于，所述的吸收方法包括如下步骤：
(1)准备多个液体吸收瓶，并在每个液体吸收瓶中加入一定体积的硝酸溶液或盐酸溶液、一定体积的1-辛醇、一定体积的水，混合均匀后将各个液体吸收瓶用管道依次串联起来，并在最末端液体吸收瓶的尾端连接抽气泵，在最前端液体吸收瓶的最前端连接气溶胶采样头；
(2)开启抽气泵，使空气经气溶胶采样头经过每个液体吸收瓶中的溶液，以实现气溶胶中放射性核素的充分捕集。
2.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的液体吸收瓶的个数为2-10个，每个液体吸收瓶的体积各自独立的为5-5000mL。
3.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(1)中，
每个液体吸收瓶中加入的所述的硝酸溶液的浓度各自独立的为5-18mol/L，体积各自独立的为5-5000mL；
每个液体吸收瓶中加入的所述的盐酸溶液的浓度各自独立的为3-12mol/L，体积各自独立的为5-5000mL。
4.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(1)中，每个液体吸收瓶中加入的所述的1-辛醇的体积各自独立的为1-10mL。
5.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(1)中，用管道依次串联各个液体吸收瓶时要保证管道密封性完好。
6.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的抽气泵采用负压方式进行空气的采集。
7.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的抽气泵的抽气流速为0.2-5mL/min。
8.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的抽气泵使空气从溶液底部进入液体吸收瓶，以鼓泡方式通过溶液，然后从溶液的顶部流出，如此依次通过各液体吸收瓶，以实现气溶胶中放射性核素的充分捕集。
9.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的气溶胶采样头收集空气中的颗粒物进入液体吸收瓶内。
10.根据权利要求1所述的吸收方法，其特征在于：步骤(2)中，气溶胶中放射性核素充分捕集后，停止捕集过程，收集各液体吸收瓶中的溶液，用于进行放射性核素的浓集和分析测定。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101019194A (zh) * 2004-09-09 2007-08-15 迪姆斯设计建筑和工业创新有限责任公司 用含冠醚的萃取剂萃取放射性核素
CN111426521A (zh) * 2020-04-01 2020-07-17 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种尾气中颗粒物及重金属元素含量检测装置及方法
JPWO2020256007A1 (zh) * 2019-06-21 2020-12-24
CN213750347U (zh) * 2020-07-20 2021-07-20 中国辐射防护研究院 一种气溶胶中放射性核素捕集的试验装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101019194A (zh) * 2004-09-09 2007-08-15 迪姆斯设计建筑和工业创新有限责任公司 用含冠醚的萃取剂萃取放射性核素
JPWO2020256007A1 (zh) * 2019-06-21 2020-12-24
CN111426521A (zh) * 2020-04-01 2020-07-17 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 一种尾气中颗粒物及重金属元素含量检测装置及方法
CN213750347U (zh) * 2020-07-20 2021-07-20 中国辐射防护研究院 一种气溶胶中放射性核素捕集的试验装置

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