一种放射性核素监测系统及核素监测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种放射性核素监测系统，该系统包括监测子系统、传输子系统，数据处理子系统和决策子系统，其中，监测子系统将监测到的核素浓度经传输子系统传输到数据处理子系统，数据处理子系统分别利用大气和海洋核素扩散模型对传入的核素浓度进行分析，并把分析结果传输到决策子系统，由决策子系统给出应急预案。本发明专利技术中的放射性核素监测系统，既可以对核素浓度低的大气和海洋进行采样监测，也可以对核素浓度高的大气和海洋进行实时监测；同时可以根据监测结果预测大气和海洋中核素迁移路径和浓度分布，为核泄漏事故应急响应提供参考。

A radionuclide monitoring system and method

【技术实现步骤摘要】
一种放射性核素监测系统及核素监测方法
本专利技术涉及核电安全领域和环境保护领域，尤其适用于核泄漏事故发生后，监测和预测海洋环境下海水和大气中放射性浓度，给出应急预案。
技术介绍
随着工业的不断发展，环境问题日益严峻，保护生态环境已经成为人类面临的一个重要议题。核能的不断开发和核技术的广泛应用，沿海核电站和船用核动力桶排放的核废物，以及核事故造成的核泄漏对大气和海洋环境，甚至人类社会产生了巨大的破坏，其影响可长达几百年乃至数千年，甚至更长的时间。大部分国家都已把防止和控制大气和海洋核污染作为人类面临的一项重要任务，因此，提升环境安全保障能力意义重大。沿海核电站发生严重事故后，会造成堆芯熔化，甚至发生爆炸，毁坏核设施，造成严重的放射性泄漏事件。含有放射性的气溶胶泄漏入大气，造成严重的大气放射性污染；含有放射性物质的冷却水或泄漏流入海洋，或被排入海洋，都会造成严重的海洋放射性污染。这种污染不仅时间长、范围广，而且后果复杂严重。对海洋和大气中的放射性核素浓度进行监测，对保障大气和海洋环境十分重要。现有的海上放射性核素监测方法，智能性较差，获取数据单一，可参考性不强，不足以应对核泄漏事故。现有的海上放射性核素监测装置，不能同时监测大气和海洋的放射性水平。对于核素浓度低的放射性大气和海洋，只能通过采集海水和大气样品，带回实验室进行监测，这种采样监测方法样品处理复杂，工作量大，耗时长。走航式监测可以监测核素浓度高的放射性海洋和大气，不能监测核素浓度低的放射性海洋和大气，而且不能在地面平台上进行实时监测。目前对于海洋资源利用有实时监测系统，但对海洋中放射性核素还没发现有实时监测系统。现有的海上放射性核素监测装置对于数据传输基本依靠国外的通信系统，而且存在数据传输模式单一，可靠性不强等问题。由于以上问题的存在，因此有必要设计一种既可以对核素浓度低的大气和海水进行采样监测，也可以对核素浓度高的大气和海水进行实时监测的放射性核素监测系统，以应对核核污染治理以及核泄漏事故。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计出一种放射性核素监测系统，该系统包括监测子系统、传输子系统，数据处理子系统、控制子系统、决策子系统和动力子系统。监测子系统包括大气监测装置和海洋监测装置，既可以对核素浓度低的大气和海水进行采样监测，也可以对核素浓度高的大气和海水进行实时监测。数据处理子系统利用大气核素扩散模型和海洋核素扩散模型对监测的核素浓度进行分析，并将分析结果传输到决策子系统，由决策子系统给出应急预案，从而完成了本专利技术。具体来说，本专利技术第一方面提供了一种放射性核素监测系统，所述系统包括监测子系统，传输子系统，数据处理子系统和决策子系统；其中，监测子系统用于同时监测大气和海洋中的核素浓度。其中，所述监测子系统包括大气监测装置和海洋监测装置；优选地，所述大气监测装置包括大气核素实时监测装置5和大气核素采样监测装置10；所述海洋监测装置包括海洋核素实时监测装置8和海洋核素采样监测装置12。其中，所述大气核素实时监测装置5选自气体探测器，半导体探测器或者闪烁体探测，优选为闪烁体探测器，更优选为NaI(Tl)闪烁体探测器；所述大气核素采样监测装置10包括风机27和核素吸附柱29。其中，所述海洋核素实时监测装置8选自气体探测器，半导体探测器或者闪烁体探测，优选为闪烁体探测器，更优选为NaI(Tl)闪烁体探测器；所述海洋核素采样监测装置12包括过滤器、泵16和核素吸附装置；其中，所述过滤器包括大颗粒过滤器15和细颗粒过滤器18；所述核素吸附装置包括碘吸附柱19和铯吸附柱20。其中，所述传输子系统采用网络信号传输方式和通讯卫星传输方式，所述通讯卫星传输方式优选为北斗卫星传输方式。其中，所述数据处理子系统利用大气核素扩散模型对传入的大气中的核素浓度进行分析；所述数据处理子系统利用海洋核素扩散模型对传入的海洋中的核素浓度进行分析。本专利技术第二方面提供了一种放射性核素监测系统的监测方法，所述方法包括以下步骤：步骤1，在海洋中安置安装有监测子系统的测试点；步骤2，通过监测子系统监测核素浓度，并经传输子系统将监测到的核素浓度传输到数据处理子系统；步骤3，数据处理子系统对传入的核素浓度进行分析，并把分析结果传输到决策子系统。其中，步骤2中，通过控制子系统控制监测子系统监测核素浓度；步骤3中，数据处理子系统分别利用大气和海洋核素扩散模型对传入的核素浓度进行分析。其中，在步骤3之后进行步骤4，决策子系统给出应急预案。本专利技术所具有的有益效果包括：1)本专利技术所提供的一种放射性核素检测系统，其大气监测装置可以用来监测大气中的核素浓度，海洋监测装置可以用来监测海洋中的核素浓度，能够实现同时监测大气和海洋中的放射性物质，扩大了监测范围，提高了监测效率；2)本专利技术所提供的一种放射性核素检测系统，其大气核素采样监测装置和海洋核素采样监测装置，可以自动采集样品，不需要采集大量海水和大气去实验室制作样品检测，简化了监测操作；3)本专利技术所提供的一种放射性核素检测系统，其海水放射性核素实时监测装置设置有多个NaI(Tl)闪烁体探测器，海洋核素采样监测装置设置有多个电动阀，可以测量不同深度的海水中的放射性核素浓度；4)本专利技术所提供的一种放射性核素检测系统，其传输子系统采用网络信号传输方式或通讯卫星传输方式进行数据传递，确保了信号传输的实时性、可靠性和安全性；5)本专利技术所提供的一种放射性核素检测系统，其数据处理子系统利用大气核素扩散模型和海洋核素扩散模型对监测的核素浓度进行分析，分析结果可靠，准确度高；6)本专利技术所提供的一种放射性核素检测系统，其动力子系统采用太阳能电池板和波能发电装置为蓄电池供电，蓄电池和核电池共同为系统供电，为系统运行提供了多重保障；7)本专利技术所提供的一种放射性核素检测系统的监测方法，既可以对核素浓度低的大气和海水进行采样监测，也可以对核素浓度高的大气和海水进行实时监测，提高了监测系统的灵敏度。附图说明图1示出根据本专利技术一种优选实施方式的测试点的结构图；图2示出根据本专利技术一种优选实施方式的海洋核素采样检测装置结构图；图3示出根据本专利技术一种优选实施方式的大气核素采样检测装置结构图；图4示出根据本专利技术一种优选实施方式的放射性核素检测系统的结构图。附图标号说明：1-天线；2-太阳能电池板；3-浮标；4-通信终端；5-大气核素实时监测装置；6-控制终端；7-核电池；8-海洋核素实时监测装置；9-支架；10-大气核素采样监测装置；11-蓄电池；12-海洋核素采样监测装置；13-波能发电装置；14-电动阀；15-大颗粒过滤器；16-泵；17-液体流量计；18-细颗粒过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射性核素监测系统，其特征在于，所述系统包括监测子系统，传输子系统，数据处理子系统和决策子系统；/n其中，监测子系统用于同时监测大气和海洋中的核素浓度。/n

【技术特征摘要】
1.一种放射性核素监测系统，其特征在于，所述系统包括监测子系统，传输子系统，数据处理子系统和决策子系统；
其中，监测子系统用于同时监测大气和海洋中的核素浓度。


2.根据权利要求1所述的监测系统，其特征在于，所述监测子系统包括大气监测装置和海洋监测装置；
优选地，所述大气监测装置包括大气核素实时监测装置(5)和大气核素采样监测装置(10)；
所述海洋监测装置包括海洋核素实时监测装置(8)和海洋核素采样监测装置(12)。


3.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，
所述大气核素实时监测装置(5)选自气体探测器，半导体探测器或者闪烁体探测，优选为闪烁体探测器，更优选为NaI(Tl)闪烁体探测器；
所述大气核素采样监测装置(10)包括风机(27)和核素吸附柱(29)。


4.根据权利要求2所述的监测系统，其特征在于，
所述海洋核素实时监测装置(8)选自气体探测器，半导体探测器或者闪烁体探测，优选为闪烁体探测器，更优选为NaI(Tl)闪烁体探测器；
所述海洋核素采样监测装置(12)包括过滤器、泵(16)和核素吸附装置。


5.根据权利要求4所述的监测系统，其特征在于，
所述过滤器包括大颗粒过滤器(15)和细颗粒过滤器(18)；

【专利技术属性】
技术研发人员：周涛，李子超，张博雅，石顺，秦雪猛，
申请(专利权)人：东南大学，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32