一种批量抽滤制作β源装置的制作方法

文档序号:15680398发布日期:2018-10-16 20:30阅读:342来源:国知局

本发明属于辐射防护与环境保护技术领域,具体涉及一种批量抽滤制作β源装置。



背景技术:

核武器试验大气层核爆炸产生的放射性落下灰及核事故时向大气释放的放射性90sr、137cs都可沉降到地面,直接污染土壤、露天水源和生长中的植物。其他的核活动如反应堆运行、恐怖事故、核技术应用等使得ni-63、po-210等放射性核素在不同时间扩散到不同区域,也可直接沉降到植物表面或经根部从土壤中吸收再进入植物体内,再通过食物迁移等间接直接进入动物人体内,对人体造成危害。如日本福岛核泄漏释放的主要放射性物质铯-137、铯-134、锶-90、钇-90等核素,在福岛周围土壤、植物、淡水及海水中都监测出超过事故前多倍的放射性核素。针对铯-137、铯-134、锶-90等β核素或纯β核素分析测量有多种方法,如icp-ms测量、辐射探测法、液闪测量法等,其中最为方便快捷准确、常用和易于获得的是辐射探测法中的低本底α、β测量仪探测法,该探测法根据铯-137、铯-134、锶-90等衰变发射的β粒子对其进行探测,然后根据衰变规律进行活度计算。在这些β核素放化分离分析测量中关键的一环是需要制作铯-137、铯-134、锶-90分离浓集后的β源以供测量。以往的经验及标准方法采用类布氏漏斗与抽滤瓶组合,接入抽气泵组合成抽滤装置进行测量用β源的制作,由于环境放射性核素质量浓度较低,因此往往制作小源(直径约为1.5cm)采用低本底α、β计数器测量。可见β源是影响整个分析和测量的关键,而现用方法在制作β源方面存在一定的缺陷:1)加工的类布氏漏斗非标准装置结构复杂,基于易于加工成型该材料常常采用玻璃或石英玻璃,里面加套小套管,内圈开有丝口以保证套紧不漏液,对滤纸剪裁和安放要求高,手工组装要求高,否则容易漏;2)小套管下端沙芯采用玻璃材质,开孔数量有限,通过橡胶塞打孔把类砂芯漏斗插入抽滤瓶,在抽滤制源过程中由于砂芯开孔数量有限,溶液下渗均匀性差导致所制得的源均匀性差;3)抽滤过程中需要人工控制气流,且防止溶液倒吸;4)制源过程人工控制过程多,制源参数与工艺非标准化,不可控因素多,不能实现批量化操作;5)分析人员的工作量大,工作人员的接触时间和接触量大,摄入剂量大;6)制源均匀性稳定性差,化学回收率和放化回收率偏低且不稳定。

目前,尚未有对β源批量抽滤制作装置的研究报道,可能的原因一方面是大批量分析β核素所使用的低本底α、β测量仪探测法为中国的标准方法,在国际上是可选方法,不是国际标准方法。另外一方面是研究的重点放在前端怎样把核素分离测量,但是,中国相关的标准是上世纪80/90年代标准,已经较老,而对制源关注度不高。而在中国的核工业和核技术应用实际应用中,通常使用的都是低本底α、β测量仪探测法,经过多年的核工业和核技术应用发展,每年都需要对生物、水、土壤、其他放射性废物中的纯β核素分析测量,实现有效的环境监测。解决目前标准方法测量源的问题,且能实现分子筛固体废物的降级和减少处理费用。因此对β源批量抽滤制作装置的建立具有重要的研究价值和实际意义。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是提供一种批量抽滤制作β源装置。

本发明的批量抽滤制作β源装置,其特点是:所述的装置包括顺序连接的真空盒、抽气管、压力表、阀门、抽气泵;所述的真空盒内设置有配套使用的支撑格架,支撑格架上插有阵列的收液管,真空盒的上表面开有与收液管对应的插孔;每个插孔上插入一个适配器,制源滤纸安装在适配器的滤芯上,适配器向下压紧后,制源滤纸与适配器的边缘密封连接。

所述的真空盒的材料为聚酯透明塑料。

所述的真空盒内的压力范围为133pa~700pa。

所述的适配器的材料为聚丙烯类塑料制品。

本发明的批量抽滤制作β源装置的工作过程如下:

a.将剪裁好大小的制源滤纸安装在适配器滤芯上,通过手动将适配器的可拆卸外管压紧制源滤纸,适配器末端可拆卸头插入插孔,将空的收液管放在支撑格架上;

b.准备好的悬浮液搅拌均匀后依次倒入适配器中,开启抽气泵对真空盒抽气,通过计算适配器中溶液下流的速度,由压力表显示压力大小,通过阀门对气流大小进行调节,溶液流速控制在2ml/min~5ml/min之间;

c.待适配器中溶液流完后按照原流速继续抽1min;

d.关闭抽气泵,待真空盒泄压完全后取下适配器,拆开外管,用尖嘴镊子小心取下上层抽滤收集了β源的制源滤纸;

e.收集并处理收液管中的废液。

本发明的β源批量抽滤制作装置实现了多个抽滤系统集成一体,通过自动化控制制源过程,采用制源参数与工艺标准化方法批量制作用于测量的β标准化源。本发明的β源批量抽滤制作装置满足了液体沉淀过滤制源要求,同时实现了批量化、标准化操作,减少了分析人员的工作量,解决了β源抽滤制作过程中不可控因素,降低了工作人员的摄入剂量和环境排放量;本发明的β源批量抽滤制作装置适用于环境土壤、水及恐怖袭击等所需锶-90、铯-137、y-90等纯β核素分离分析中测量β源的批量制作。

附图说明

图1为本发明的批量抽滤制作β源装置结构示意图;

图中,1.支撑格架2.收液管3.真空盒4.制源滤纸5.适配器6.插孔7.抽气管8.压力表9.阀门10.抽气泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示,本发明的批量抽滤制作β源装置包括顺序连接的真空盒3、抽气管7、压力表8、阀门9、抽气泵10;所述的真空盒3内设置有配套使用的支撑格架1,支撑格架1上插有阵列的收液管2,真空盒3的上表面开有与收液管2对应的插孔6;每个插孔6上插入一个适配器5,制源滤纸4安装在适配器5的滤芯上,适配器5向下压紧后,制源滤纸4与适配器5的边缘密封连接。

所述的真空盒3的材料为聚酯透明塑料。

所述的真空盒3内的压力范围为133pa~700pa。

所述的适配器5的材料为聚丙烯类塑料制品。

本发明的批量抽滤制作β源装置的工作过程如下:

a.将剪裁好大小的制源滤纸4安装在适配器5滤芯上,通过手动将适配器5的可拆卸外管压紧制源滤纸4,适配器5末端可拆卸头插入插孔6,将空的收液管2放在支撑格架1上;

b.准备好的悬浮液搅拌均匀后依次倒入适配器5中,开启抽气泵10对真空盒3抽气,通过计算适配器5中溶液下流的速度,由压力表8显示压力大小,通过阀门9对气流大小进行调节,溶液流速控制在2ml/min~5ml/min之间;

c.待适配器5中溶液流完后按照原流速继续抽1min;

d.关闭抽气泵10,待真空盒3泄压完全后取下适配器5,拆开外管,用尖嘴镊子小心取下上层抽滤收集了β源的制源滤纸4;

e.收集并处理收液管2中的废液。

实施例1

选择能够盛装相应量的适配器5,收液管2放在真空盒3内有配套使用的支撑格架1上,把剪裁好大小称量的制源滤纸4,安装在适配器5滤芯上,通过手动把适配器5可拆卸外管压紧,适配器5末端可拆卸头插入插孔6插紧不漏气。然后将放化分离完成待制样的草酸钇悬浮液沉淀按照要求处理完毕,将恢复到室温的悬浮液一一倒入适配器5,开启真空盒3、抽气泵10、阀门9,对溶液抽气,通过记录适配器5中溶液下流的速度,由压力表8显示压力大小,压力范围为133pa~700pa,阀门9对气流大小进行调节,溶液流速控制在2ml~4ml之间。待适配器5中溶液流完后按照原流速继续抽1min。关闭抽气泵10,真空盒3泄压完全后取下适配器5,拆开外管,用尖嘴镊子小心取下上层抽滤收集了β源的制源滤纸4,制源滤纸4进行烘烤至干,称量扣除滤纸重得到源的净重计算化学回收率,通过该装置制得y-90的β源的化学回收率≥91.0%,放化回收率≥95.5%,收液管2中废液可当成非放射性废物处理,完全满足y-90测量β源的要求,该方法比传统抽滤瓶配套玻璃自组装制样装置所制β源化学/放化回收率高,一次最多能同时制12个或更多(视真空盒3子插孔6数量而定)β源,且制得的β源均匀性、重复性好。

实施例2

选择能够盛装相应量的适配器5,收液管2放在真空盒3内有配套使用的支撑格架1上,把剪裁好大小称量的制源滤纸4,安装在适配器5滤芯上,通过手动把适配器5可拆卸外管压紧,适配器5末端可拆卸头插入插孔6插紧不漏气。然后将放化分离完成待制样的碘铋酸铯悬浮液沉淀按照要求处理完毕,将恢复到室温的悬浮液一一倒入适配器5,开启真空盒3、抽气泵10、阀门9,对溶液抽气,通过记录适配器5中溶液下流的速度,由压力表8显示压力大小,压力范围为133pa~700pa,阀门9对气流大小进行调节,溶液流速控制在3ml~5ml之间。待适配器5中溶液流完后按照原流速继续抽1min。关闭抽气泵10,真空盒3泄压完全后取下适配器5,拆开外管,用尖嘴镊子小心取下上层抽滤收集了β源的制源滤纸4,制源滤纸4进行烘烤至干,称量扣除滤纸重得到源的净重计算化学回收率,通过该装置制得cs-137的β源化学回收率≥90.0%,放化回收率≥96.0%,收液管2中废液可当成非放射性废物处理,完全满足cs-137测量β源的要求,该方法比传统抽滤瓶配套玻璃自组装制样装置所制β源化学/放化回收率高,一次最多能同时制12个或更多(视真空盒3子插孔6数量而定)β源,且制得的β源均匀性、重复性好。

本发明不局限于上述具体实施方式,所属技术领域的技术人员从上述构思出发,不经过创造性的劳动,所作出的种种变换,均落在本发明的保护范围之内。

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