[发明专利]一种基于氧化石墨烯的海水中放射性核素富集系统

说明书

技术领域

本发明涉及海水中放射性核素，尤其是涉及一种基于氧化石墨烯的海水中放射性核素富集系统。

背景技术

海水中放射性核素的浓度很低，必须通过富集系统进行放射性核素的吸附、富集，才能得到放射性核素含量较高的样品，从而为海水中放射性核素的测量提供基础。海水中放射性核素的快速富集是提高海洋放射性监测效率、缩减海洋核应急准备和响应时间的必要行为，为及时测量海水中放射性核素浓度，了解海洋中放射性核素的分布于迁移情况，为海洋核事故的探查、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。

2011年3月11日，日本东北部发生里氏9.0级大地震和强烈海啸，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。快速测量海水中的放射性核素浓度、评估放射性物质在海洋中的扩散和运移过程成为重要的研究内容。建立海洋环境放射性核素的快速富集与分析方法，研制快速的海水中放射性核素富集方法在福岛核危机的背景下就显得尤为重要和迫切。

海水中放射性核素的富集方法分为两种：

（1）放射化学处理方法。该方法需要采集大量的海水样品，通过放射化学前期处理富集样品，流程过程繁、时间长、效率低。

（2）直接过滤富集方法。利用富集柱直接吸附海水中的放射性核素。所用吸附材料一般是磷钼酸铵（AMP）或亚铁氰化物，利用它们对铯-137（¹³⁷Cs）的吸附特性达到吸附和富集目的。但由于这些富集材料对核素存在单一性或效率低等缺点，该方法的应用范围还十分有限。

随着我国核能与核技术利用的快速发展，研究海水中多种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，已经成为环境监测中的迫切需求，具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的海水中放射性核素富集与分析方法中存在的过程繁、时间长、效率低等问题，提供可实现对海水中放射性核素的快速富集，有效地提升对海水中放射性核素富集与处理时效性的一种基于氧化石墨烯的海水中放射性核素富集系统。

本发明设有海水采集单元、杂质清除单元、流量计单元和富集器单元，所述海水采集单元的海水出口接杂质清除单元的入口，杂质清除单元的出口经流量计单元与富集器单元的入口连接，所述富集器单元为至少一个填装氧化石墨烯材料单元的富集装置。

在海水采集单元与杂质清除单元之间可设有第1海水流速控制单元，在杂质清除单元与流量计单元之间可设有第2海水流速控制单元。

所述海水采集单元可采用扬程泵或潜水泵等设备组成。

所述氧化石墨烯材料单元可由不同类型石墨烯材料组成，所述不同类型石墨烯材料可以是石墨烯纳米片、纳米石墨粉、单层石墨烯粉末、单层氧化石墨烯、氧化石墨烯量子点等中的至少一种。

所述杂质清除单元可采用至少1个清除海水中颗粒物杂质的装置。

所述流量计单元主要用于对海水流速进行测定。

所述海水流速控制单元主要用于对海水流速进行控制，并具有自适应稳定流速功能。

与现有的海水中放射性核素富集与分析方法相比，本发明有效解决了现有海水中放射性核素富集与分析方法存在的过程繁、时间长、效率低等问题，可实现对海水中放射性核素的快速富集，有效地提升对海水中放射性核素富集与处理时效性。

附图说明

图1为本发明实施例的结构组成示意图。

在图1中，各标记为：1、海水采集单元；2、第1海水流速控制单元；3、杂质清除单元；4、水管；5、流量计单元；6、富集器单元；7、氧化石墨烯材料单元；8、第2海水流速控制单元。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，本发明实施例设有海水采集单元1、杂质清除单元3、流量计单元5和富集器单元6，所述海水采集单元1的海水出口接杂质清除单元3的入口，杂质清除单元3的出口经流量计单元5与富集器单元6的入口连接，所述富集器单元6为至少一个填装氧化石墨烯材料单元7的富集装置。

在海水采集单元1与杂质清除单元3之间可设有第1海水流速控制单元2，在杂质清除单元3与流量计单元5之间可设有第2海水流速控制单元8。

所述海水采集单元1可采用扬程泵或潜水泵等设备组成。