CN216979308U - 一种用于高温环境下的水体放射性活度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于高温环境下的水体放射性活度检测装置。包括闪烁探测器和检测电路，还包括温度调节单元；其中，温度调节单元包括外壳、半导体制冷片、散热片和温度传感器；其中，闪烁探测器、检测电路和温度传感器均密封在外壳内部；所述外壳为双壁结构，且双壁之间为真空；半导体制冷片安装在闪烁探测器和外壳内壁外侧上，散热片安装在半导体制冷片的热端。本实用新型更容易实现高温特殊环境下的水体放射性活度的在线测量，不但成本低，而且有效测量距离变近，满足高温特殊环境下的水体放射性的在线测量需求。

Description

一种用于高温环境下的水体放射性活度检测装置

技术领域

本实用新型涉及核废水检测技术领域，具体涉及一种用于高温环境下的水体放射性活度检测装置。

背景技术

核动力装置在运行过程中产生出大量的热量，冷却水将其热量带出，冷却水中会带出一些放射性物质，对这些高温的冷却水进行放射性实时监测是十分必要的，能及时的、准确地监测排放核废水中的放射性，并分析相关核素的活度浓度，对及时发现事故、分析事故种类、保证安全生产、保护环境具有重要意义。

《液态排出流或地表水β、γ放射性活度连续监测设备》GB/T 10253-2001 规定的液态排出流样品有较高温度和压力时，需把探测装置设计成在相类似的条件下工作。对于核动力装置，反应堆核废水排出流极端情况下温度能达到80℃，故而γ放射性活度连续监测设备需要在80℃时能够长时间正常工作。

《潜艇核动力装置设计安全规定——工艺辐射监测系统设计》GJB 843.5A-2008规定，核动力装置设备冷却水放射性监测系统的量程范围为1.8× 10⁴～3.7×10⁷Bq/m³，放射性废液排放监测系统的量程范围为1.8×10⁴～3.7× 10⁸Bq/m³，两种设备的灵敏度要求均为1.8×10⁴Bq/m³。然而，现有的液态排出流监测设备主要有两种，要么通过样品浓缩制样后，利用HPGe探测器等进行测量，但其不能实现在线的水体放射性测量；要么采用闪烁体晶体作为在线探测装置，用隔热棉减缓外界高温对探测装置的热传导，其在高温环境下的工作时间非常有限，且高温环境最多只能达到55℃。另外，由于隔热棉的存在，会使探测装置与样品间空间加大，大大降低测量灵敏度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，能够在高温环境下长时间正常工作，满足核废水的在线放射性测量需求，且该检测装置成本低，可大规模应用。

本实用新型的用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，包括闪烁探测器、检测电路和温度调节单元；其中，温度调节单元包括外壳、半导体制冷片、散热片和温度传感器；其中，闪烁探测器、检测电路和温度传感器均密封在外壳内部；所述外壳为双壁结构，且双壁之间为真空；半导体制冷片安装在闪烁探测器和外壳内壁外侧上，散热片安装在半导体制冷片的热端。

较优的，所述闪烁探测器采用LaBr3晶体。

较优的，所述温度传感器设置在闪烁探测器和检测电路处。

较优的，还包括铅屏蔽，所述铅屏蔽包裹在外壳外部。

较优的，所述外壳由不锈钢材料制成。

较优的，所述检测电路包括光电倍增管、光电倍增附加电路和多道分析器；

其中，光电倍增管通过光导与闪烁探测器耦合，接收伽马射线下闪烁探测器产生的光子，并将其转换成电信号；

光电倍增附加电路与述光电倍增管相连，为光电倍增管提供高压并且获取光电倍增管的电信号，并对其进行放大整形；

多道分析器与光电倍增附加电路相连，将所述光电倍增附加电路放大整形后的信号进行幅度分析和核素识别。

有益效果：

本实用新型实现了高温环境下的放射性核素活度分析，并且降低了整个探测系统的体积，不但成本低，而且灵敏度高，更方便进行水中放射性核素活度浓度的在线检测，满足中、低放射性核废水的在线分析测量需求。

附图说明

图1为本实用新型检测装置结构示意图；

图2为本实用新型检测装置结构剖视示意图；

图3为本实用新型检测装置的三维剖面图。

其中，1-闪烁探测器，2-光电倍增管，3-光电倍增管附加电路，4-密封组件， 500-温度调节装置，5-铅屏蔽，6-散热片，7-半导体制冷片，8-多道分析器，9- 温度传感器，10-外壳，11-温度传感器，12-检测水管。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，如图1～图3所示，包括：闪烁探测器1、检测电路和温度调节装置500；其中检测电路包括光电倍增管2、光电倍增管附加电路3和多道分析器4。

其中，闪烁探测器1采用3*3英寸的LaBr3晶体，用于检测检测水管12处的放射性，且具有相对较高的能量分辨率。光电倍增管2与闪烁探测器1的一端耦合，光电倍增管2用于接收来自闪烁探测器1的光子，并将光子转化为电信号。光电倍增管附加电路3和光电倍增管2相连，电倍增管附加电路3用于为光电倍增管2供电，获取光电倍增管的电信号，并对其进行放大整形。多道分析器4与光电倍增管附加电路3相连，多道分析器4用于接收光电倍增管附加电路放大整形后的信号，并且通过能谱分析进行幅度分析和核素识别。闪烁探测器1、检测电路(光电倍增管2、光电倍增管附加电路3、多道分析器4) 密封在所述温度调节装置500中，温度调节装置500用于调节调节装置中的温度，使器件工作在合适的工作温度下。

其中，温度调节装置包括外壳10、半导体制冷片7、温度传感器9、散热片 6以及密封组件4；

所述外壳10由两层不锈钢制成，并在两层中间抽成真空，用来抑制外界高温环境对探测装置的热传导；其中，外壳10靠近检测水管12端设计为很薄的窗口，减少对伽马射线的衰减，提高水体放射性活度检测的灵敏。

所述温度传感器11用来监测保温瓶中探测装置的工作环境温度；一般紧贴闪烁体探测器和光电倍增管表面，用来监测外壳内对温度最为敏感的两个部件的温度；

所述半导体制冷片7安装在外壳内壁外侧以及闪烁探测器上；当温度传感器11中任何一片的温度超过设定阈值(如35℃)时，半导体制冷片7就会开始工作，直至温度传感器11的温度低于设定阈值；

散热片6安装在半导体制冷片的热端，用来加速所述半导体制冷片7的散热；

所述密封组件4用于密封外壳，以彻底隔绝外部的高温环境；

此外，本实用新型还包括铅屏蔽5，将温度调节装置500密封在铅屏蔽5中；所述铅屏蔽5用于屏蔽环境本底和高能宇宙射线带来的干扰，保证核素识别的精确度。

根据本实用新型实施例提出的高温特殊环境下的水体放射性活度检测装置，通过光电倍增管将光子转化为电信号，并对电信号进行放大整型，通过多道分析器的幅度分析和核素识别，以及温度调节装置的温度调节以实现高温特殊环境性下的水体放射性活度的测量，不仅降低了整体探测系统的体积，并且能实时调节内部温度，使之工作在合适的温度下，更容易实现高温特殊环境下的水体放射性活度的在线测量，不但成本低，而且有效测量距离变近，满足高温特殊环境下的水体放射性的在线测量需求。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，包括闪烁探测器和检测电路，其特征在于，还包括温度调节单元；其中，温度调节单元包括外壳、半导体制冷片、散热片和温度传感器；其中，闪烁探测器、检测电路和温度传感器均密封在外壳内部；所述外壳为双壁结构，且双壁之间为真空；半导体制冷片安装在闪烁探测器和外壳内壁外侧上，散热片安装在半导体制冷片的热端。

2.如权利要求1所述的用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，其特征在于，所述闪烁探测器采用LaBr3晶体。

3.如权利要求1所述的用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，其特征在于，所述温度传感器设置在闪烁探测器和检测电路处。

4.如权利要求1所述的用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，其特征在于，还包括铅屏蔽，所述铅屏蔽包裹在外壳外部。

5.如权利要求1所述的用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，其特征在于，所述外壳由不锈钢材料制成。

6.如权利要求1所述的用于高温环境下的水体放射性活度检测装置，其特征在于，所述检测电路包括光电倍增管、光电倍增附加电路和多道分析器；

其中，光电倍增管通过光导与闪烁探测器耦合，接收伽马射线下闪烁探测器产生的光子，并将其转换成电信号；

光电倍增附加电路与述光电倍增管相连，为光电倍增管提供高压并且获取光电倍增管的电信号，并对其进行放大整形；

多道分析器与光电倍增附加电路相连，将所述光电倍增附加电路放大整形后的信号进行幅度分析和核素识别。

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