一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统及方法，应用于海洋放射性监测技术领域，包括：屏蔽器单元、升降单元、探测器单元，屏蔽器单元固定在地面(甲板)上，探测器单元安装在升降单元上，升降单元用于将探测器单元没入或移出屏蔽器单元；本发明专利技术采用水为屏蔽材料的液态流体可浸入方式，不需要空腔，不需充氮气，降低减弱了氡及其子体的伽玛辐射背景影响；装置可拆卸便于移动运输和船上现场组装使用；探测器可方便地伸入和移离屏蔽系统，实现多种监测场景应用。多种监测场景应用。多种监测场景应用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统及方法


[0001]本专利技术涉及海洋放射性监测
，更具体的说是涉及一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统及方法。

技术介绍

[0002]海洋放射性应急监测中，需要监测设备现场检测放射性核素活度浓度，环境辐射背景对于放射性核素测量的灵敏度有重要影响。船上辐射背景主要来自于船舶装修材料辐射、大气中的辐射、海上辐射、宇宙射线等，其中氡的子体(铋
‑
214、铅
‑
214等)和钾
‑
40影响最为显著。
[0003]随科考船行驶测量的船上背景伽玛谱分析来看，谱中显示了多种钍、铀衰变系列的短寿命天然放射性核素，例如铅
‑
212(t1/2＝10.64h)、铅
‑
214(t1/2＝26.8min)、铋
‑
212(t1/2＝60.6min)、铋
‑
214(t1/2＝19.7min)、锕
‑
228(t1/2＝6.13h)，以及钾
‑
40(t1/2＝1.277
×
109y)。镤
‑
234m(t1/2＝1.17min)是由钍
‑
234(t1/2＝24.2d)衰变而来，钍
‑
234是铀
‑
238的直接子体。船的装修材料所含放射性核素对于船上检测背景影响较大，船上不同位置影响不同。对伽玛核素检测影响较大的是氡的子体的伽玛射线能峰及其康普顿效应抬升的辐射背景。氡
‑
222的子体，铅
‑
214、铋
‑
214、铊
‑
208，和氡
‑
220子体铅
‑
212、铋
‑
212能峰康普顿效应引起的背景计数率抬高。铋
‑
214的能峰609.31keV(发射几率0.463)对铯
‑
134检测能谱的604.7keV(发射几率0.976)的干扰。铋
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214的能峰665.45keV(发射几率0.0157)对铯
‑
137检测子体钡
‑
137m能峰661.65keV的干扰。
[0004]发展船上现场伽玛核素测量中的外环境辐射屏蔽技术，降低船舶检测设备的环境辐射背景，成为监测低水平放射性核素的亟需。目前，船上放射性核素监测应急监测，或不使用屏蔽检测，或简单移植陆上实验室的铅室屏蔽。如果不采用屏蔽手段直接测量，则由于船上环境辐射背景影响，探测器辐射本底升高，使得检测方法的检出限升高，不利于极低水平放射性核素检测。目前用于船上放射性核素检测的屏蔽室，多采用直接搬移陆上试验室的屏蔽室，或者采用减少铅屏蔽层厚度的方式简单移植到船上使用。存在主要问题有：设备笨重、需要较大的腔体、需要氮气持续填充、多层不同种材料组合、不利于与其它监测手段结合使用。因此，急需一种放射性核素监测系统，以解决现有技术中存在的问题。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统及方法，满足海上等特殊环境现场监测需要，解决船上现场放射性核素测量中的外环境辐射屏蔽问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统，包括：屏蔽器单元、升降单元、探测器单元；
[0008]所述屏蔽器单元固定在地面上，所述探测器单元安装在所述升降单元上，所述升降单元用于将所述探测器单元没入或移出所述屏蔽器单元；
[0009]所述屏蔽器单元包括：固定架、支撑网、水腔体；
[0010]所述固定架将所述支撑网固定在地面上，所述水腔体设置在所述支撑网内部，所述水腔体用于盛放水体，所述水腔体以所述探测器单元为中心，所述水体的单侧厚度为20
‑
75cm。
[0011]优选的，所述水腔体内设置有：进水口、出水口、通气溢水孔、吸水棉网、有孔隔板、接口；
[0012]所述通气溢水孔、接口设置在所述水腔体上表面；所述进水口设置在所述水腔体侧壁顶部，所述出水口设置在所述水腔体侧壁底部；所述吸水棉网设置在所述水腔体内顶部；所述有孔隔板设置在所述水腔体内底部，多个所述有孔隔板交叉放置。
[0013]优选的，所述接口包括：密封环、柔性防水套、柱形隔板；
[0014]所述柱形隔板上口通过螺栓固定在所述水腔体的开口处；所述柔性防水套的上口与所述柱形隔板的上口固定连接；所述密封环压紧所述柔性防水套的上口，所述密封环和所述柔性防水套的上口通过卡箍固定在所述柱形隔板上口的边缘处。
[0015]优选的，所述柱形隔板的高度为所述水腔体高度的1/3
‑
1/2。
[0016]优选的，所述升降单元包括：托架、升降台；
[0017]所述托架与所述支撑网固定连接，所述升降台固定在所述托架上，所述升降台的上台面和底座均设置有开孔，所述探测器单元通过所述上台面的开孔安装在所述升降台上。
[0018]优选的，所述探测器单元包括：探测器、滤器、样品；
[0019]所述探测器的下半部穿过所述升降台的开孔，上半部安装在所述升降台上；所述样品安装在所述探测器的底部；所述滤器安装在所述探测器下半部的侧壁上。
[0020]优选的，所述探测器为碘化钠探测器、溴化镧探测器、碲锌镉探测器、电制冷高纯锗探测器、液氮制冷的高纯锗探测器中的一种。
[0021]优选的，所述滤器为圆柱体，所述滤器上表面设置有进水孔和出水孔，所述滤器内部设置有滤芯。
[0022]本专利技术还公开了一种基于水屏蔽的放射性核素监测方法，包括以下步骤：
[0023]S1、将屏蔽器单元装在地面，向水腔体中注入去离水或自来水；
[0024]S2、安装升降单元以及探测器单元，操控升降单元将探测器单元浸入到屏蔽器单元中；
[0025]S3、通过探测器单元进行伽玛谱测量，操控升降单元将探测器单元移出屏蔽器单元；
[0026]S4、将待测物体安装在探测器单元上并固定，操控升降单元将探测器单元浸入到屏蔽器单元中，进行伽玛谱测量；
[0027]S5、操控升降单元将探测器单元移出屏蔽器单元，更换待测物体重新进行伽玛谱测量；
[0028]S6、测量结束后，拆卸升降单元和探测器单元，排出水腔体中的水。
[0029]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统及方法，具有以下有益效果：
[0030](1)水为屏蔽材料的液态流体可浸入方式，不需要空腔，不需充氮气，无需携带氮
气瓶，降低减弱了氡及其子体的伽玛辐射背景影响；
[0031](2)屏蔽系统的水体充放方便，装置可拆卸便于移动运输；能够灵活切换应用场景，可以进行样品现场检测、走航监测、环境背景监测；
[0032](3)可长期使用非制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统，其特征在于，包括：屏蔽器单元、升降单元、探测器单元；所述屏蔽器单元固定在地面上，所述探测器单元安装在所述升降单元上，所述升降单元用于将所述探测器单元没入或移出所述屏蔽器单元；所述屏蔽器单元包括：固定架(1)、支撑网(2)、水腔体(3)；所述固定架(1)将所述支撑网(2)固定在地面上，所述水腔体(3)设置在所述支撑网(2)内部，所述水腔体(3)用于盛放水体，所述水腔体(3)以所述探测器单元为中心，所述水体的单侧厚度为20
‑
75cm。2.根据权利要求1所述的一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统，其特征在于，所述水腔体(3)内设置有：进水口(31)、出水口(32)、通气溢水孔(35)、吸水棉网(33)、有孔隔板(36)、接口(34)；所述通气溢水孔(35)、接口(34)设置在所述水腔体(3)上表面；所述进水口(31)设置在所述水腔体(3)侧壁顶部，所述出水口(32)设置在所述水腔体(3)侧壁底部；所述吸水棉网(33)设置在所述水腔体(3)内顶部；所述有孔隔板(36)设置在所述水腔体(3)内底部，多个所述有孔隔板(36)交叉放置。3.根据权利要求2所述的一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统，其特征在于，所述接口(34)包括：密封环(341)、柔性防水套(342)、柱形隔板(343)；所述柱形隔板(343)上口通过螺栓固定在所述水腔体(3)的开口处；所述柔性防水套(342)的上口与所述柱形隔板(343)的上口固定连接；所述密封环(341)压紧所述柔性防水套(342)的上口，所述密封环(341)和所述柔性防水套(342)的上口通过卡箍固定在所述柱形隔板(343)上口的边缘处。4.根据权利要求3所述的一种基于水屏蔽的放射性核素监测系统，其特征在于，所述柱形隔板(343)的高度为所述水腔体(3)高度的1/3
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【专利技术属性】
技术研发人员：石红旗，董振芳，
申请(专利权)人：自然资源部第一海洋研究所，
类型：发明
国别省市：