水体中多核素快速富集系统的制作方法
【专利摘要】水体中多核素快速富集系统，涉及辐射监测。设有水样采集单元、杂质清除单元、流速控制单元、酸化单元、载体单元、γ核素富集单元、β核素富集单元、GPS定位单元和报警单元；水样采集单元进水口外接水样，杂质清除单元进水口接水样采集单元水样出口，杂质清除单元出水口经流速控制单元接酸化单元进口，酸化单元出口依次经第1载体单元、γ核素富集单元、第2载体单元接β核素富集单元进口，β核素富集单元出口外接水管；GPS定位单元与流速控制单元连接，报警单元输入端接流速控制单元的报警信号输出端，流速控制单元的流速控制信号输出端通过电缆接水样采集单元。实现对水体中多种放射性核素快速富集，有效提升富集与处理时效性。
【专利说明】水体中多核素快速富集系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及辐射监测，尤其是涉及一种水体中多核素快速富集系统。
【背景技术】
[0002]水体环境中放射性核素的快速富集与分析是核应急准备和响应中必不可少的行动之一，其作用在于为及时了解各类水体环境中放射性核素的分布与迁移情况，为核事故的探查、评价以及事故控制缓解行动和紧急辐射防护行动的决策提供依据。目前，我国是世界上核能利用发展最快的国家，目前已有6座核电站运行和3座在建。根据2009年提出的核电中长期规划修改意见，至2020年我国核电运行装机容量为7000万千瓦，核电厂周边环境水体中放射性的快速监测与评价方法是各级管理部门、当地政府、公众、核电厂业主及相关研究人员密切关注的问题。
[0003]2011年3月11日，日本东北部发生里氏9.0级大地震和强烈海嘯，进而引发的福岛核电站放射性物质泄露事故引发全球关注。核事故发生后,放射性物质大量释放到环境中，对环境生态安全和公众健康产生了影响,并通过海洋、大气等途径向全球扩散。如何快速评估放射性物质在环境水体特别是海洋中的扩散和运移过程应急状态和日常环境监测中的重要内容，建立水体中的放射性核素的快速富集与分析方法在福岛核危机的背景下就显得尤为重要和迫切。
[0004]目前，水体中放射性核素监测采用以下两种方法:水下就地Y能谱测量方法和实验室样品分析方法。其中水下就地Y能谱法受探测器分辨率和探测效率的限制，其测量精度一直不高。而常规的实验室样品分析方法则由于需要在现场采集大量的水体样品，并通过放射化学前期处理富集样品，最后用相关仪器进行测量，整个流程过程繁、时间长、效率低；同时，由于需要样品数量大、采样比较困难，此方法采样频次一般都不高。例如我国环境保护行业标准《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61-2001)规定压水堆核电站每半年在排放口附近海域采集海水样品I次进行伽玛核素分析。针对这种情况，国际上已开始着手研究海水中放射性核素的快速富集方法，但由于富集材料对核素存在单一性或效率低等缺点，这些方法的应用范围还十分有限。特别是对不同衰变类型的的放射性核素的富集，目前尚未见诸报道。
[0005]随着我国核能与核技术利用的快速发展，研究水体中多种放射性核素特别是不同衰变类型的放射性核素的快速富集方法，提高整个处理与测量流程的实效性，已经成为我国环境监测中的迫切需求，具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于针对现有存在的水体中放射性核素富集与分析方法中过程繁、时间长、效率低等问题，提供一种可实现对水体中不同衰变类型放射性核素的快速富集，有效提升对水体中放射性核素富集与处理时效性的水体中多核素快速富集系统。
[0007]本发明设有水样采集单元、杂质清除单元、流速控制单元、酸化单元、第I载体单元、Y核素富集单元、第2载体单元、β核素富集单元、GPS定位单元和报警单元；所述水样采集单元的进水口外接水样，杂质清除单元的进水口接水样采集单元的水样出口，杂质清除单元的出水口经流速控制单元接酸化单元的进口，酸化单元的出口依次经第I载体单元、Y核素富集单元、第2载体单元接β核素富集单元的进口，β核素富集单元的出口外接水管；GPS定位单元与流速控制单元连接，报警单元的输入端接流速控制单元的报警信号输出端，流速控制单元的流速控制信号输出端通过电缆接水样采集单元；所述第I载体单元为第I目标放射性核素的稳定价态加注单元，所述第2载体单元为第2目标放射性核素的稳定价态加注单元。
[0008]所述水样采集单元可采用扬程泵或潜水泵等。
[0009]所述杂质清除单元可为设有至少I个清除水样中颗粒物杂质的装置。
[0010]所述流速控制单元用于对水体流速的控制，并具有自适应稳定流速功能。
[0011 ] 所述酸化单元可为基于硝酸或盐酸的加注酸装置。
[0012]所述Y核素富集单元可为设有至少I个亚铁氰化铜、亚铁氰化钴钾材料单元组成的装置。
[0013]所述β核素富集单元可为设有至少I个碳酸钠富集料单元的富集装置。
[0014]所述GPS定位单元为全球卫星定位系统单元，可实现对采样点的实时定位。
[0015]所述报警单元为异常情况出现时发出报警信号的单元。
[0016]本发明实现了对水体中多种放射性核素的快速富集，特别是对不同衰变类型放射性核素的快速富集，有效提升了对水体中放射性核素富集与处理的时效性。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1本发明实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明做进一步说明。
[0019]参见图1，本发明实施例设有水样采集单元1、2个杂质清除单元2、流速控制单元
3、酸化单元4、第I载体单元5、Y核素富集单元6、第2载体单元7、β核素富集单元8、GPS定位单元9和报警单元10 ;所述水样采集单元I的进水口外接水样，杂质清除单元2的进水口接水样采集单元I的水样出口，2个杂质清除单元2的出水口经流速控制单元3接酸化单元4的进口，酸化单元4的出口依次经第I载体单元5、Y核素富集单元6、第2载体单元7接β核素富集单元8的进口，β核素富集单元8的出口外接水管11 ;GPS定位单元9与流速控制单元3连接，报警单元10的输入端接流速控制单元3的报警信号输出端，流速控制单元3的流速控制信号输出端通过电缆12接水样采集单元I ;所述第I载体单元5为第I目标放射性核素的稳定价态加注单元，所述第2载体单元7为第2目标放射性核素的稳定价态加注单元。
[0020]所述水样采集单元I采用扬程泵或潜水泵等。
[0021]所述杂质清除单元2为设有2个清除水样中颗粒物杂质的装置。
[0022]所述流速控制单元3用于对水体流速的控制，并具有自适应稳定流速功能。
[0023]所述酸化单元4为基于硝酸或盐酸的加注酸装置。[0024]所述Y核素富集单元6为设有至少I个亚铁氰化铜、亚铁氰化钴钾材料单元组成的装置。
[0025]所述β核素富集单元8为设有至少I个碳酸钠富集料单元的富集装置。
[0026]所述GPS定位单元9为全球卫星定位系统单元，可实现对采样点的实时定位。
[0027]所述报警单元10为异常情况出现时发出报警信号的单元。
[0028]海水经过杂质清除，通过海水流速控制单元精密控制海水流速后，进入酸化和载体添加单元，然后再输送到富集材料单元进行自动核素富集。
[0029]根据本发明的实施例，水体中多核素富集系统依托陆基、船基实验室进行操作。
[0030]根据本发明的实施例，富集材料单元可以是亚铁氰化铜、亚铁氰化钴钾、碳酸钠，也可是磷钥酸铵等材料，富集材料单元由上述一种或多种材料组成。
[0031]根据本发明的实施例，为便于精确控制进入富集器单元的水体流速，杂质清除单元放置在流量计前。
[0032]本发明实施例的水体多核素快速富集系统工作流程如下:
[0033]水体经过采集单元后，经过杂质清除单元清除海水中的颗粒物杂质，再通过流速控制与稳定装置精确控制流速后，进入酸化单元和载体单元，最后进入富集器单元，由富集材料单元富集水体中的放射性核素。其中，流速控制单元具有自适应稳定水体流速的功能，当流速超出预设范围之后，系统自动切断采水单元电源，并发出报警信号。杂质清除单元即可以清除单一粒径的颗粒物杂质，也可以根据需求清除不同粒径的颗粒物杂质，这样可有效的降低水中杂质对富集器单兀的影响，提闻富集材料单兀的富集效率。Y核素富集单兀和β核素富集单元，两者位置可前后置换，在置换时，载体单元位置随之变动。不同类型的富集材料型富集不同的放射性核素，每一类型的富集材料都需要进行富集效率刻度校正。
【权利要求】
1.水体中多核素快速富集系统，其特征在于设有水样采集单元、杂质清除单元、流速控制单元、酸化单元、第I载体单元、Y核素富集单元、第2载体单元、β核素富集单元、GPS定位单元和报警单元；所述水样采集单元的进水口外接水样，杂质清除单元的进水口接水样采集单元的水样出口，杂质清除单元的出水口经流速控制单元接酸化单元的进口，酸化单元的出口依次经第I载体单元、Y核素富集单元、第2载体单元接β核素富集单元的进口，β核素富集单元的出口外接水管；GPS定位单元与流速控制单元连接，报警单元的输入端接流速控制单元的报警信号输出端，流速控制单元的流速控制信号输出端通过电缆接水样采集单元；所述第I载体单元为第I目标放射性核素的稳定价态加注单元，所述第2载体单元为第2目标放射性核素的稳定价态加注单元。
2.如权利要求1所述水体中多核素快速富集系统，其特征在于所述水样采集单元采用扬程泵或潜水泵。
3.如权利要求1所述水体中多核素快速富集系统，其特征在于所述杂质清除单元为设有至少I个清除水样中颗粒物杂质的装置。
4.如权利要求1所述水体中多核素快速富集系统，其特征在于所述酸化单元为基于硝酸或盐酸的加注酸装置。
5.如权利要求1所述水体中多核素快速富集系统，其特征在于所述Y核素富集单元为设有至少I个亚铁氰化铜、亚铁氰化钴钾材料单元组成的装置。
6.如权利要求1所述水体中多核素快速富集系统，其特征在于所述β核素富集单元为设有至少I个碳酸钠富集料单元的富集装置。
【文档编号】G01N1/28GK103913367SQ201410113468
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】何建华, 曾志, 马豪, 苏健, 李奕良, 余雯, 门武, 程建平, 陈立奇 申请人:国家海洋局第三海洋研究所