放射性固体废物检测分类系统的制作方法

文档序号:10865631
放射性固体废物检测分类系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于固体废物处理技术领域。公开一种放射性固体废物检测分类系统,包括用于对放射性固体废物剂量水平进行探测的剂量水平辐射探测装置;及用于接收所述剂量水平辐射探测装置的测量结果并根据该结果判定放射性固体废物污染等级的控制装置;剂量水平辐射探测装置包括多个可更换的剂量水平辐射探测器。本实用新型通过设置多个不同的剂量水平辐射探测器,可以实现对不同射线类型放射性固体废物的有效探测,通过设置控制装置,可根据剂量水平辐射探测器的测量结果快速判定放射性固体废物污染等级,实现分类收集,从而大幅提升放射性固体废物处理处置和管控的能力。
【专利说明】
放射性固体废物检测分类系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及固体废物处理技术领域,尤其涉及放射性固体废物的检测分类。
【背景技术】
[0002]放射性固体废物主要存在于核电站、退役核设施及污染土当中。其按照污染等级主要分为豁免废物,低放废物,中放废物,高放废物和α废物,不同等污染级的废物需采用不同的处理处置方式,因此对放射性固体废物进行收集、分拣等预处理就成为处理处置过程中的非常重要的一环。
[0003]然而,目前在国内的核设施退役和三废处理处置活动中,对放射性固体废物的预处理过程缺乏相应的参考技术标准,虽然在该过程中辐射监测人员会使用各类便携式剂量仪表对废物进行监测,但由于缺乏快速识别放射性固体废物的污染等级类型的设备,难以指导现场人员的科学分类工作。结果可能会导致后续整备的同一材质包装体内存在着不同污染等级混装的现象,存在安全隐患和不经济等多重不利因素,严重制约了放射性固体废物的科学管理。
[0004]例如,对于核电站,一旦投入运行,每年会产生大量的放射性固体废物,其中70%为低放可燃废物,理论上可以将这一污染等级的废物统一收集送至指定的放射性固体废物焚烧站进行减容处理。但是由于缺乏对放射性固体废物污染等级水平进行快速检测分类的技术手段,一定程度上增加了放射性固体废物处理处置的难度和成本。
[0005]对于核电站退役所产生的固体废物,其中重量占85%以上的为豁免废物,1 %左右的为低放废物。对于豁免废物可以申请实施解控处理,对于低放废物,可以以较低的经济代价进行处理处置。但是对于以上体积和重量如此巨大的核设施,采用传统的方式方法无法快速有效识别废物的污染等级水平,造成废物管理无序化,同时分析检测的时间耗费也极大。
[0006]对于污染土,同样由于缺乏对放射性固体废物污染等级水平进行快速检测分类的技术手段,通常采用传统的统一装桶的方法,或者兴建大型极低放废物收集场所进行处置,资金及时间耗费及其巨大。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于,提供一种放射性固体废物检测分类系统,能够对放射性固体废物污染等级进行快速有效地判定。
[0008]为解决该问题,本实用新型提供一种放射性固体废物检测分类系统,该系统包括:用于对放射性固体废物剂量水平进行探测的剂量水平辐射探测装置;及用于接收所述剂量水平辐射探测装置的测量结果并根据该结果判定放射性固体废物污染等级的控制装置;所述剂量水平辐射探测装置包括多个可更换的剂量水平辐射探测器。
[0009]进一步地,该系统还包括自动化输送装置,所述剂量水平辐射探测器设置在自动化输送装置上方,且高度可调。
[0010]进一步地,所述控制装置包括:用于获取放射性固体废物样品剂量水平与放射性比活度的拟合曲线,建立两者的函数关系,确定放射性固体废物不同污染等级状态下剂量限值范围的映射模块;及用于对比放射性固体废物的剂量水平及其在不同污染等级状态下的剂量限值范围,判定放射性固体废物污染等级的判定模块。
[0011 ]进一步地,所述剂量水平辐射探测器背面设置屏蔽层。
[0012]进一步地,所述控制装置还包括用于根据放射性固体废物的污染核素类型、放射性比活度及剂量水平辐射探测器能量响应特性修正剂量水平探测器测量结果的修正模块。
[0013]进一步地,所述控制装置还包括用于根据放射性固体废物中存在的射线类型选择相应类型的剂量水平辐射探测器的组合设置模块。
[0014]进一步地,该系统还包括机械筛分装置。
[0015]进一步地,该系统还包括分立式传送装置。
[0016]进一步地,所述自动化输送装置包括设置有连续网格槽体的传送带。
[0017]本实用新型通过设置多个不同的剂量水平辐射探测器,可以实现对不同射线类型放射性固体废物的有效探测,通过设置控制装置,可根据剂量水平辐射探测器的测量结果快速判定放射性固体废物污染等级,实现分类收集,从而大幅提升放射性固体废物处理处置和管控的能力。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型检测分类系统机械结构示意图;
[0019]图2为本实用新型实施例一控制原理不意图;
[0020]图3为本实用新型实施例二机械结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图及实施例,对本实用新型进行详细说明。
[0022]本实用新型的放射性固体废物检测分类系统,主要用于对放射性固体废物的污染等级进行快速识别判定,实现同一污染等级水平放射性固体废物统一收集。
[0023]实际应用中,该检测分类系统主要针对一般性材质如塑料、玻璃、纸肩、废旧劳保用品等放射性固体废物,以及放射性污染沙土进行污染水平检测。下面根据其所针对材质的不同分别予以说明。
[0024]实施例一
[0025]该检测分类系统针对一般性材质时,主要包括:剂量水平辐射探测装置101、自动化输送装置103及控制装置201。
[0026]如图1所示,剂量水平辐射探测装置101,用于对放射性固体废物的剂量水平进行探测,该装置包括多个可更换的剂量水平辐射探测器102,例如闪烁体探测器、半导体剂量探测器、β探测器、中子探测器等多个不同的剂量水平辐射探测器,以实现对不同射线类型放射性固体废物的有效探测。实际使用时,可根据放射性固体废物中的污染核素类型,选择设置对应的射线类剂量水平辐射探测器。
[0027]构成剂量水平辐射探测装置101的各剂量水平辐射探测器102分别通过可拆卸机构设置在自动化输送装置103上方,以便于其快速安装。为了有效提升剂量水平辐射探测器102的测量范围,每个可拆卸机构距离自动化输送装置的高度可调。
[0028]同时,环境剂量场会造成仪表的本底计数率升高,进而造成剂量水平辐射探测器的探测下限升高,为了有效降低环境剂量场对各剂量水平辐射探测器102最小探测下限的影响,每个剂量水平辐射探测器102的背面均安装了相应的屏蔽材料,例如铅所构成的屏蔽层。
[0029]自动化输送装置103,用于实现放射性固体废物的连续输送,由电机104带动传送带实现。其上设置有电控模块105,用于集成剂量水平辐射探测装置101及自动化输送装置103的电气控制部件及线缆,并设有通讯电缆接口 106与控制装置连接,以实现远程控制。
[0030]如图2所示,控制装置201,包括监控模块202、映射模块203、修正模块204及判定模块205,由计算机系统实现。控制装置201接收剂量水平辐射探测装置101的测量结果并根据该结果判定放射性固体废物污染等级。
[0031 ]监控模块202通过数据采集卡及高精度计数器等部件实时获取剂量水平辐射探测装置101输出的脉冲信号,通过人机交互界面实时监控其检测数据,同时对自动化传输装置103的运转、启停进行动态控制。
[0032]映射模块203,用于根据便携式剂量仪表及谱仪系统所测得的放射性固体废物样品的剂量水平与放射性比活度大小,进行曲线拟合,从而获取放射性固体废物剂量水平与比活度大小的函数关系,通过该函数关系,确定放射性固体废物不同污染等级状态下对应的剂量水平限值范围。
[0033]修正模块204,用于根据便携式剂量仪表及谱仪系统所测得的放射性固体废物的污染核素类型、放射性比活度,及剂量水平辐射探测器102能量响应特性修正剂量水平辐射探测器102的测量结果。
[0034]判定模块205,对比剂量水平辐射探测器102的测量结果与剂量水平限值范围,判定放射性固体废物污染等级,并将该判定结果发送至特定位置的显示终端206,以指导工作人员对放射性固体废物进行分类收集。
[0035]除此以外,系统还包括组合设置模块(图中未示),该模块可根据放射性固体废物中可能存在的射线类型提示选择安装不同类型的剂量水平辐射探测器102,或者,当剂量水平辐射探测装置101同时设置有几种不同的剂量水平辐射探测器102时,可通过该模块选定并启动所需类型的剂量水平辐射探测器102,由此增强了系统应用的灵活性。
[0036]在实际应用中,该检测分类系统的具体应用步骤如下:
[0037]放射性固体废物的源项信息获取:不同的核设施产生的放射性固体废物的源项信息往往差别很大,为此,需要针对以上废物采集若干有代表性的样品进行分析。具体采集中需要使用不同类型的便携式剂量仪表进行辅助测量,以便找出剂量水平具有一定跨度和差别的样品,为了便于后续的污染等级限值确定工作,尽可能采集比较多的样品。样品采集完毕后,将其制备成相同尺寸和重量的模块,使用便携式剂量仪表和比较精密的谱仪系统如α、β、T谱仪,分别获取放射性固体废物样品模块的剂量水平信息和对应的污染核素类型以及比活度信息。
[0038]选择设置剂量水平辐射探测装置101:即根据上述污染核素类型信息选择安装对应的射线类剂量水平辐射探测器102。例如,若废物中仅存在γ射线类核素,则剂量水平辐射探测装置101中只需要安装γ剂量水平辐射探测器102;若废物中同时存在α、β、γ射线类核素,则剂量水平辐射探测装置101中需要同时安装以上射线类剂量水平辐射探测器102。
[0039]剂量水平辐射探测器102的标定:不同的剂量水平辐射探测器对于不同的污染核素,其能量响应存在很大的差别。为此,需要根据源项信息以及剂量水平辐射探测器102的能量响应特性来对测量结果进行适当的修正。在实际测量过程中,控制装置201的监控模块202实时读取剂量水平辐射探测器102输出的脉冲信号,经修正模块204的修正后,最终数据在监控模块202的人机交互界面中实时显示。
[0040]放射性固体废物的预整备:不同大小和重量的放射性固体废物,剂量水平辐射探测器102对其探测效率存在一定的差异,继而会引发剂量率测量的变化。为了实现工业流水线式的废物处理处置、简化放射性固体废物的测量分析过程、大幅度节省测量时间,放射性固体废物在测量前需要进行一定的预整备。利用工业打包机将其打包为与之前源项信息获取过程中制备的模块尺寸和重量一致或近似一致的测量模块,这样,控制装置即可为不同的剂量水平辐射探测器102设置相对固定的效率刻度参数。
[0041]放射性固体废物污染水平限值的确定:根据获取的源项信息,建立放射性固体废物模块的剂量水平与其比活度大小的对应关系式,通过曲线拟合的方式,获取放射性固体废物模块剂量水平与比活度大小的函数关系,通过该函数关系,可以得知放射性固体废物不同污染等级条件下对应的剂量水平限值范围,以此为依据,实现放射性固体废物模块污染水平的快速判定。
[0042]接下来,即可对放射性固体废物污染等级在线检测分类,在放射性固体废物经过预整备的条件下,将其送至自动化输送装置103的传送带之上,待其抵达剂量水平辐射探测器102下方时,传送带静止,剂量水平辐射探测器102对放射性固体废物模块进行检测,检测完毕,传送带启动依次进入下一个剂量水平辐射探测器102进行检测。若废物中仅存在一种射线类污染核素,则只需要进行一次剂量检测,控制装置201根据测量数据快速判定出该废物模块的污染等级水平,并将该信息反馈至特定位置的显示终端206上,工作人员根据显示的检测结果,对废物模块进行分类收集。
[0043]实施例二
[0044]针对放射性污染沙土,该检测分类系统具体应用的步骤与实施例一的步骤略有差升。
[0045]放射性污染沙土中绝大多数的污染核素主要集中在颗粒度较小,吸附能力较强的土壤中,而大颗粒的砂石,对于污染核素的吸附能力较差,通过合适的筛分,大颗粒的砂石可以作为豁免废物进行回填,从而可大幅度地节省污染沙土的治理费用。基于以上原理,本实用新型的检测分类系统在自动化输送装置103的前端还设置了机械筛分装置107,该装置通过合适孔径大小的筛分器,将小颗粒及大颗粒沙土分别由小颗粒沙土出料口 108及大颗粒沙土出料口 109筛出,由此实现不同颗粒度大小沙土的初步分类,如图3所示。
[0046]经过机械筛分装置107处理后,不同颗粒度的沙土分别落入两条不同的自动化输送装置103之上。本实施例自动化输送装置103所用的传送带为橡胶制成的连续网格槽体,每个槽体用于接收筛分后的沙土,在每条传送带上方安装有一固定的限高板,用于将超出一定高度的沙土抚平,由此可将各个网格槽体盛装的沙土视为密度,体积和重量近似一致的测量模块,以便剂量水平辐射探测器采用相对统一的效率刻度参数,简化测量分析过程,节约测量时间。测量模块随后进入剂量水平辐射探测装置101对其剂量水平分别进行探测,控制装置201根据测量数据快速判定出沙土模块的污染等级水平,并将该信息发送至后端的分立式传送装置110。
[0047]分立式传送装置110包括分立于两侧的豁免沙土收集口111及污染沙土收集口112,该装置按照其所接收的沙土模块污染等级水平信息,将不同污染等级水平的沙土模块分别传送至不同的收集口。最后对于经过检测,认为是豁免等级水平的沙土进行回填,对于确定达到一定污染水平的沙土进行集中收集。
[0048]因此,针对放射性污染沙土的检测分类系统还包括机械筛分装置107,用于根据污染沙土的颗粒度对其进行筛分;以及分立式传送装置110,用于替代实施例一中的显示终端206,接收控制装置201所判定的沙土模块污染等级水平信息,并根据该信息对不同污染等级水平的沙土模块进行自动分类收集。
[0049]本实用新型的放射性固体废物检测系统,通过设置多个不同的剂量水平辐射探测器,可以实现对不同射线类型放射性固体废物的有效探测,通过设置控制装置,可根据剂量水平辐射探测器的测量结果快速判定放射性固体废物污染等级,实现分类收集,从而大幅提升放射性固体废物处理处置和管控的能力。
【主权项】
1.一种放射性固体废物检测分类系统,其特征在于,该系统包括: 用于对放射性固体废物剂量水平进行探测的剂量水平辐射探测装置; 及用于接收所述剂量水平辐射探测装置的测量结果并根据该结果判定放射性固体废物污染等级的控制装置; 所述剂量水平辐射探测装置包括多个可更换的剂量水平辐射探测器。2.根据权利要求1所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于:该系统还包括自动化输送装置,所述剂量水平辐射探测器设置在自动化输送装置上方,且高度可调。3.根据权利要求1所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于,所述控制装置包括: 用于获取放射性固体废物样品剂量水平与放射性比活度的拟合曲线,建立两者的函数关系,确定放射性固体废物不同污染等级状态下剂量限值范围的映射模块; 及用于对比放射性固体废物的剂量水平及其在不同污染等级状态下的剂量限值范围,判定放射性固体废物污染等级的判定模块。4.根据权利要求1所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于:所述剂量水平辐射探测器背面设置屏蔽层。5.根据权利要求3所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于:所述控制装置还包括用于根据放射性固体废物的污染核素类型、放射性比活度及剂量水平辐射探测器能量响应特性修正剂量水平探测器测量结果的修正模块。6.根据权利要求3所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于:所述控制装置还包括用于根据放射性固体废物中存在的射线类型选择相应类型的剂量水平辐射探测器的组合设置模块。7.根据权利要求2所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于:该系统还包括机械筛分装置。8.根据权利要求7所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于:该系统还包括分立式传送装置。9.根据权利要求7所述的放射性固体废物检测分类系统,其特征在于:所述自动化输送装置包括设置有连续网格槽体的传送带。
【文档编号】G01T1/02GK205550908SQ201620190988
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】彭永新
【申请人】深圳市利美泰克自控设备有限公司
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