一种气载碘-131产出率时间函数的测量系统和测量方法技术方案

本发明专利技术公开气载碘‑131产出率时间函数的测量系统和方法，一次性测量气载碘‑131制备装置整个制备周期的产出率变化函数，评估装置优劣，指导装置优化。其技术方案为：系统包括γ能谱仪、谱仪配套计算机系统、气载碘‑131吸收瓶及包括气体导管与接头的辅助设备；气载碘‑131吸收瓶将气载碘‑131制备装置产出的气载碘‑131收集固定；气体导管与接头连接被测量的气载碘‑131制备装置与气载碘‑131吸收瓶；γ能谱仪用于监测气载碘‑131吸收瓶中的

A Measurement System and Method for Time Function of Airborne Iodine-131 Output Rate

The invention discloses a measurement system and a method for the time function of airborne iodine 131 output rate, and measures the output rate change function of the airborne iodine 131 preparation device during the whole preparation period at one time, evaluates the advantages and disadvantages of the device, and guides the optimization of the device. The technical scheme is as follows: the system includes gamma spectrometer, computer system for spectrometer, airborne iodine 131 absorption bottle and auxiliary equipment including gas conduit and joint; the airborne iodine 131 absorption bottle collects and fixes the airborne iodine 131 produced by the airborne iodine 131 preparation device; the gas conduit connects the measured airborne iodine 131 preparation device with the airborne iodine 131 absorption bottle; and the gamma spectrometer. Monitoring of Iodine 131 Absorption Bottle

【技术实现步骤摘要】
一种气载碘-131产出率时间函数的测量系统和测量方法
本专利技术涉及核辐射安全监测领域。更具体地说，涉及一种可测量气载碘-131制备装置产出率随时间变化关系的系统和方法。
技术介绍
作为一种放射性核素，131I(即碘-131)衰变释放的γ射线可致辐射剂量，威胁人体健康。且131I易于富集在人体甲状腺，这一特性可放大131I所致健康风险。131I是核反应堆裂变反应的产物之一，在切尔诺贝利核事故、福岛核事故中，公众辐射剂量主要来自于131I与137Cs两大放射性核素。131I同样是核医学常用的一种诊疗用放射性核素，事故情况下，挥发的131I对医疗场所的污染也不容忽视。气载131I监测方法、防护措施以及沉积、迁徙等行为研究对于公众辐射安全具有重要意义。以气载131I制备装置为核心的气载131I测试平台是开展气载131I监测方法与防护措施研发工作的基础。气载131I制备装置的产出率以及制备所需时间是测试平台的关键参数。现有的方法是在一定时间段内将气载131I制备装置产出的气载131I用溶液吸收后，转移至马林杯，定容至标准体积后，用高纯锗γ谱仪测量吸收液中131I活度，从而计算产出该时间段内131I的产出率。该方法不仅操作复杂，花费时间长，而且只能获得产出特定时间段对应的131I产出率，单次实验获取的信息非常有限。因此，研发一种气载碘-131产出率时间函数的测量系统，一次性测量气载碘-131制备装置整个制备周期的产出率变化函数，可大大提高气载131I制备装置的评估效率。对于保障核电产业的健康发展，维护核安全具有一定社会意义与实用价值。
技术实现思路
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。本专利技术的目的在于解决上述问题，提供了一种气载碘-131产出率时间函数的测量系统和方法，可以一次性测量得特定气载碘-131制备装置整个制备周期的产出率变化函数，从而评估该装置的优劣，指导该装置的优化。本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种气载碘-131产出率时间函数的测量系统，系统包括一台γ能谱仪、谱仪配套计算机系统、至少一个气载碘-131吸收瓶以及气体导管与接头；其中：气载碘-131吸收瓶用于将气载碘-131制备装置产出的气载碘-131收集固定；气体导管与接头用于连接被测量的气载碘-131制备装置与气载碘-131吸收瓶；γ能谱仪用于监测气载碘-131吸收瓶中的131I释放的γ射线，输出测量谱至谱仪配套计算机系统；谱仪配套计算机系统与γ能谱仪建立数据连接，用于抓取γ能谱仪的测量谱，根据测量谱计算对应131I活度，从而获得气载碘-131吸收瓶内的131I活度随时间变化的数据序列。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例，测量系统还包括用于固定系统中各个部件的空间位置的固定用支架。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例，测量系统还包括另一γ能谱仪，用于监测被测量的气载碘-131制备装置的反应容器中的131I释放的γ射线，该另一γ能谱仪输出测量谱至谱仪配套计算机系统以获得反应容器中的131I活度随时间变化的数据序列。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例，反应容器对于监测气载碘-131吸收瓶的γ能谱仪是干扰区域，谱仪配套计算机系统安装用于扣除干扰影响的计算机程序，所述计算机程序配置为：根据每台γ能谱仪对每个区域探测效率建立以下线性方程组，反解线性方程组扣除区域间干扰：其中Si是第i台γ能谱仪接收的信号强度，εij第i台γ能谱仪对第j个区域131I的探测效率，Aj是第j个区域的131I活度；对上述线性方程组求解，可得每个区域131I活度值A1～An。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例，测量系统还包括辐射屏蔽件，用于屏蔽反应容器中的131I对于监测气载碘-131吸收瓶的γ能谱仪的影响。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例，谱仪配套计算机系统还配置数据可视化显示模块和数据分析处理模块。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例，气载碘-131吸收瓶根据气载碘-131制备装置产出的气载碘-131形态的不同，有不同的选择，包括但不限于：对于单质碘蒸汽，选用装有硫代硫酸钠溶液的鼓泡瓶；对于碘代甲烷，选用置于冰水浴中的装有丙酮的鼓泡瓶。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例，多个气载碘-131吸收瓶之间相互串联。本专利技术还揭示了一种气载碘-131产出率时间函数的测量方法，在如上所述的测量系统上实施，所述方法包括：将气载碘-131制备装置与气载碘-131吸收瓶用气体导管与接头连接成气路，气路连接完成后启动气载碘-131制备装置，制备的气载碘-131随组成气载碘-131制备装置的气泵驱动的气流沿气体导管进入气载碘-131吸收瓶，被气载碘-131吸收瓶吸收；γ能谱仪监测气载碘-131吸收瓶中的131I释放的γ射线，输出测量谱至谱仪配套计算机系统；谱仪配套计算机系统基于测量谱计算对应131I活度，从而获得气载碘-131吸收瓶内的131I活度随时间变化的数据序列。根据本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量方法的一实施例，在开始测量前降低非关注区域对关注区域的干扰，其中降低干扰的处理包括但不限于屏蔽干扰、远离干扰源或者算法扣除干扰，关注区域为气载碘-131吸收瓶内的吸收液，非关注区域为组成气载碘-131制备装置的反应容器；其中算法扣除干扰的处理包括：首先，测定多台γ能谱仪分别对各自监测区域的探测效率，这些监测区域分为关注区域和非关注区域；然后，根据每台γ能谱仪对每个区域探测效率建立以下线性方程组，反解线性方程组扣除区域间干扰：其中Si是第i台γ能谱仪接收的信号强度，εij第i台γ能谱仪对第j个区域131I的探测效率，Aj是第j个区域的131I活度；对上述线性方程组求解，可得每个区域131I活度值A1～An。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术基于γ能谱仪探测技术，设计了一套气载碘-131产出率时间函数的测量系统，突破已有方法只能测量特定时间段对应的131I产出率，无法测量气载碘-131产出率随时间变化过程的局面。此外，本专利技术针对实时将测量谱转化为131I活度的需求，开发对应计算机软件。本专利技术还提出了在测量实施过程中，非关注区域对关注区域干扰的解决办法。附图说明在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本专利技术的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。图1示出了本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量系统的一实施例的原理图。图2示出了本专利技术的气载碘-131产出率时间函数的测量方法的一实施例的流程图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本专利技术的保护范围进行任何限制。图1示出了本专利技术的气载碘-13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气载碘‑131产出率时间函数的测量系统，其特征在于，系统包括一台γ能谱仪、谱仪配套计算机系统、至少一个气载碘‑131吸收瓶以及气体导管与接头；其中：气载碘‑131吸收瓶用于将气载碘‑131制备装置产出的气载碘‑131收集固定；气体导管与接头用于连接被测量的气载碘‑131制备装置与气载碘‑131吸收瓶；γ能谱仪用于监测气载碘‑131吸收瓶中的

【技术特征摘要】
1.一种气载碘-131产出率时间函数的测量系统，其特征在于，系统包括一台γ能谱仪、谱仪配套计算机系统、至少一个气载碘-131吸收瓶以及气体导管与接头；其中：气载碘-131吸收瓶用于将气载碘-131制备装置产出的气载碘-131收集固定；气体导管与接头用于连接被测量的气载碘-131制备装置与气载碘-131吸收瓶；γ能谱仪用于监测气载碘-131吸收瓶中的131I释放的γ射线，输出测量谱至谱仪配套计算机系统；谱仪配套计算机系统与γ能谱仪建立数据连接，用于抓取γ能谱仪的测量谱，根据测量谱计算对应131I活度，从而获得气载碘-131吸收瓶内的131I活度随时间变化的数据序列。2.根据权利要求1所述的气载碘-131产出率时间函数的测量系统，其特征在于，测量系统还包括用于固定系统中各个部件的空间位置的固定用支架。3.根据权利要求1所述的气载碘-131产出率时间函数的测量系统，其特征在于，测量系统还包括另一γ能谱仪，用于监测被测量的气载碘-131制备装置的反应容器中的131I释放的γ射线，该另一γ能谱仪输出测量谱至谱仪配套计算机系统以获得反应容器中的131I活度随时间变化的数据序列。4.根据权利要求3所述的气载碘-131产出率时间函数的测量系统，其特征在于，反应容器对于监测气载碘-131吸收瓶的γ能谱仪是干扰区域，谱仪配套计算机系统安装用于扣除干扰影响的计算机程序，所述计算机程序配置为：根据每台γ能谱仪对每个区域探测效率建立以下线性方程组，反解线性方程组扣除区域间干扰：其中Si是第i台γ能谱仪接收的信号强度，εij第i台γ能谱仪对第j个区域131I的探测效率，Aj是第j个区域的131I活度；对上述线性方程组求解，可得每个区域131I活度值A1～An。5.根据权利要求1所述的气载碘-131产出率时间函数的测量系统，其特征在于，测量系统还包括辐射屏蔽件，用于屏蔽反应容器中的131I对于监测气载碘-131吸收瓶的γ能谱仪的影响。6.根据权利要求1所述的气载碘-131产出率时间函数的测量系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵超，唐方东，陈彦良，何林锋，忻智炜，刘佳煜，
申请(专利权)人：上海市计量测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：上海,31