CN216695765U - 一种小型水中碳-14制样装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及14C检测技术领域，且公开了一种小型水中碳‑14制样装置，包括液相装置、反应容器、加热装置、气液分离装置、收集装置和泵架组件，所述液相装置由多管进口、多管喷头、重取样部件和取样管组成。该小型水中碳‑14制样装置，通过液相装置、多管进口、多管喷头、重取样部件、取样管、泵架组件、泵头、流量压力控制表、反应容器、加热装置、气液分离装置和收集装置的相互配合共同组成了制样装置的主体，因为采用了1L容积的反应容器，所以样品的混合及反应的均匀性得到提升，使得测量时间缩短，并且由于采用了一体化成型的反应容器，所以增加了反应容器的气密封性，从而增加了测量数据的准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及14C检测技术领域，具体为一种小型水中碳-14制样装置。
背景技术
随着核能和核技术的快速发展，人工和天然的放射性核素在科学研究、核电站、工农业和医学等方面得到广泛应用，参与放射性环境工作人员越来越多，放射性物质进入人体的机会越来越大，尽管核燃料循环活动释放到环境中的放射性核素14C较少，但由于其半衰期过长，环境移动能力强，易通过食物链进入生物圈循环，因此开展水中14C的测量，掌握环境中14C的活度浓度水平对辐射环境影响评价有着十分重要的意义。
2011年，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局共同颁布了《核动力厂环境辐射防护规定》(GB6249-2011)和《核动力厂放射性液态流出物排放技术要求》(GB14587-2011)，其中GB6249-2011规定了液态放射性流出物中14C的排放控制值，而GB14587-2011规定，核电厂在运行过程中，对于放射性液态流出物，应采样测量包括14C在内的各种放射性核素的活度浓度，目前，大多数科研生产单位利用TOC分析检测放射性液态流出物中14C含量所采用的技术，包括湿法加热(催化)氧化法和高温燃烧(催化)氧化法，这种两种方法均可以将水中的无机碳和有机碳转化为二氧化碳，并使用碱液将二氧化碳吸收，最后在吸收液中加入闪烁液，以测量14C含量。
但上述两种检测方法均存在一定缺陷，因为在使用高温燃烧(催化)氧化法的TOC分析仪中采用的是NDIR检测器，该检测器的缺点是水蒸气会干扰检测过程，因为它阻挡了检测器内部的红外光线，使其不能正常工作，而高温燃烧(催化)氧化法在制样时，恰巧会产生水蒸气，从而会对检测造成干扰，而使用了湿法加热(催化)氧化法的TOC分析仪的缺点则是分析时间较长，难以分析高浓度的TOC，此时，若需将TOC分析仪应用于核电站的水中碳制样时，因为制样的样品数量较多，浓度也较高，所以上述两种检测法均不能满足相应的检测需求，故而需要研制一种小型水中碳制样装置，使其加适合于核电厂中的放射性液态流出物中的14C活动浓度的检测。
实用新型内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种小型水中碳-14制样装置，具备改进了小型水中碳制样装置的测量容积和测量方法，使小型碳制氧装置更适用于核电站检测的优点，解决了现有的采用湿法加热(催化)氧化法和高温燃烧(催化)氧化法的TOC检测仪均不适于核电厂中的放射性液态流出物中的14C活动浓度检测的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种小型水中碳-14制样装置，包括液相装置、反应容器、加热装置、气液分离装置、收集装置和泵架组件，所述液相装置由多管进口、多管喷头、重取样部件和取样管组成，所述多管进口的出水口连接有泵头,所述泵头远离多管进口的一端与多管喷头的进水端连接，所述多管喷头通过重取样部件与取样管连接，所述取样管的出水口与反应容器的进水口连接，所述反应容器的出口与气液分离装置的进口连接，所述气液分离装置的出口与收集装置的内部连接。
优选的，所述多管喷头的侧面设置有流量压力控制表，流量压力控制表可以实现对管内液体流量的监测，所述多管喷头通过安装旋钮与泵架组件固定连接，拧动安装旋钮可以快速拆卸这些组件，以便于对泵头的泵管进行更换。
优选的，所述重取样部件为蠕动泵管，蠕动泵管为混合液从多管喷头至取样管提供了过度，而且该部件也为监测该装置的气密性提供了便利的检测点。
优选的，所述反应容器的容积为一升，使整体设备更加小型化适用于核电厂核设施流出物中碳-的制样，所述反应容器的表面包裹有绝缘护套。
优选的，所述收集装置包含三级二氧化碳吸收装置。
与现有技术相比，本实用新型提供了一种小型水中碳-14制样装置，具备以下有益效果：
该小型水中碳-14制样装置，通过液相装置、多管进口、多管喷头、重取样部件、取样管、泵架组件、泵头、流量压力控制表、反应容器、加热装置、气液分离装置和收集装置的相互配合共同组成了制样装置的主体，因为采用了1L容积的反应容器，所以样品的混合及反应的均匀性得到提升，使得测量时间缩短，并且由于采用了一体化成型的反应容器，所以增加了反应容器的气密封性，从而增加了测量数据的准确性。
附图说明
图1为本实用新型流程图。
其中：1、液相装置；101、多管进口；102、多管喷头；103、重取样部件；104、取样管；105、泵架组件；106、泵头；107、流量压力控制表；2、反应容器；3、加热装置；4、气液分离装置；5、收集装置。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，一种小型水中碳-14制样装置，包括液相装置1、反应容器2、加热装置3、气液分离装置4、收集装置5和泵架组件105，上述装置或组件均为现有技术，液相装置1由多管进口101、多管喷头102、重取样部件103和取样管104组成，多管进口101的出水口连接有泵头106,多管进口101的有多个进水管，各进水管的进水口与分别试剂、水样和校准标液的管道连接，泵头106远离多管进口101的一端与多管喷头102的进水端连接，多管喷头102的侧面设置有流量压力控制表107，多管喷头102通过安装旋钮与泵架组件105固定连接，多管喷头102通过重取样部件103与取样管104连接，多管喷头102可使试剂、水样和校准标液充分稀释混合，多管喷头102的出水口与重取样部件103的进水口连接，重取样部件103的出水口与取样管104的进水口连接，取样管104为高温反应提供了压力缓冲，并且可用于冷却水样。
重取样部件103为蠕动泵管，取样管104的出水口与反应容器2的进水口连接，取样管104的内部与反应容器2的内部连通，反应容器2为一体化成型，反应容器2的容积为一升，反应容器2的表面包裹有绝缘护套，反应容器2与加热装置3组成了燃烧炉，从而对反应容器2内的水样进行加热，反应容器2的出口与气液分离装置4的进口连接，气液分离装置4用于分离反应容器2中的二氧化碳，气液分离装置4的出口与收集装置5的内部连接，收集装置5包含三级二氧化碳吸收装置，综上，小型水中碳-14制样装置是一种采用湿法加热催化氧化法，即将水中的无机碳和有机碳转化为二氧化碳，再将二氧化碳用碱液吸收后加入闪烁液中测量14C，具体过程为通过酸解洗气和加过硫酸盐氧化剂对样品进行处理，将样品中所含的无机碳和有机碳转化为二氧化碳，通过载气氮气吹扫后用无机碱液或有机碱液吸收，最后吸收液加闪烁液进行制样，而且因为本装置的探测极限是1.0Bq/L，而核电厂流出物中14C的活度浓度水平约为10Bq/L数量级，所以本装置的分析方法适用于核电厂液态流出物中14C的分析。
在使用该种小型水中碳制样装置进行制样时，首先需要检查装置的气密性，再用纯水对装置内部进行清洗，待排出清洗液后，向收集装置5中加入无机碱溶液或有机碱溶液，用作吸收液，接着向装置内通入氮气，以便将后续反应产生的二氧化碳载带至收集装置5中，然后将水样加入到反应容器2内，并分别将磷酸溶液和过硫酸钠溶液通过液相装置1加入至反应容器2内，之后，通过加热装置3对反应容器2进行加热，并将温度控制在95±3℃，此时反应容器2内将产生二氧化碳汽体，这些二氧化碳气体在经过气液分离装置4的处理后会被通入收集装置5中，最后将已吸收二氧化碳的吸收液均匀混合，并移取至液闪计数瓶收集，便完成了制样工作。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种小型水中碳-14制样装置，包括液相装置(1)、反应容器(2)、加热装置(3)、气液分离装置(4)、收集装置(5)和泵架组件(105)，其特征在于：所述液相装置(1)由多管进口(101)、多管喷头(102)、重取样部件(103)和取样管(104)组成，所述多管进口(101)的出水口连接有泵头(106),所述泵头(106)远离多管进口(101)的一端与多管喷头(102)的进水端连接，所述多管喷头(102)通过重取样部件(103)与取样管(104)连接，所述取样管(104)的出水口与反应容器(2)的进水口连接，所述反应容器(2)的出口与气液分离装置(4)的进口连接，所述气液分离装置(4)的出口与收集装置(5)的内部连接。
2.根据权利要求1所述的一种小型水中碳-14制样装置，其特征在于：所述多管喷头(102)的侧面设置有流量压力控制表(107)，所述多管喷头(102)通过安装旋钮与泵架组件(105)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种小型水中碳-14制样装置，其特征在于：所述重取样部件(103)为蠕动泵管。
4.根据权利要求1所述的一种小型水中碳-14制样装置，其特征在于：所述反应容器(2)的容积为一升，所述反应容器(2)的表面包裹有绝缘护套。
5.根据权利要求1所述的一种小型水中碳-14制样装置，其特征在于：所述收集装置(5)包含三级二氧化碳吸收装置。
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| CN202122593367.7U CN216695765U (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 一种小型水中碳-14制样装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115326500A (zh) * | 2022-07-14 | 2022-11-11 | 中核核电运行管理有限公司 | 一种核电厂液态碳-14转化吸收装置 |
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- 2021-10-27 CN CN202122593367.7U patent/CN216695765U/zh active Active
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