[发明专利]一种测量85Kr的内充气探测器

说明书

本发明公开了一种测量⁸⁵Kr的内充气探测器，它包括：阀门、不锈钢外壳、反射隔离膜、塑料闪烁体、光耦合剂、光电倍增管、集成核电子学模块。探测器安装在屏蔽体中，样品通过气体处理模块富集、提纯后充入密闭样品室。⁸⁵Kr放出的β射线被塑料闪烁体收集形成闪烁光，经光电倍增管放大后，被集成核电子学模块记录。记录数据传送至PC终端后，通过与本底比对分析即可得到样品中⁸⁵Kr活度信息。与现行γ谱仪测量方式相比，该探测器能将⁸⁵Kr的探测限降低约3个量级；与传统的气体探测器相比，该探测器对样品成分变化不敏感。可广泛应用于核电厂气态流出物中放射性⁸⁵Kr的定量分析。

技术领域

本发明涉及放射性⁸⁵Kr测量技术领域，尤其涉及一种用于核电厂气态流出物中放射性⁸⁵Kr测量的内充气探测器。

背景技术

核能被看作是解决人类当前及未来一段时间内能源危机最有希望的技术手段之一，核安全是核能事业健康发展的重要保障。对于核电厂日常运行，流出物排放量监测是保障核安全的重要措施。国家核安全监管部门和核电厂运营单位历来十分重视，采取了多种技术措施对流出物中的人工放射性核素进行监测。然而由于测量手段和测量仪器发展水平的限制，核电厂正常运行中⁸⁵Kr的排放水平一直缺乏有效的监测手段。只能根据国家相关（GB 6249-2011）规定，按探测限的二分之一取值进行估计，结果造成核电厂惰性气体排放量的过高统计，夸大了核电厂运行期间气态放射性流出物对周围人员和环境的辐射影响。

目前国内核电厂气态流出物中惰性气体排放活度测量，是基于现场气体取样实验室分析完成的。其过程是首先采用 3L气体钢瓶进行采样，然后运至放射性实验室中使用高纯锗γ谱仪上进行离线测量。由于⁸⁵Kr的γ分支比很低（仅为0.434%），高纯锗探测效率不高，加之天然本底对⁸⁵Kr特征峰的干扰。使得这种测量方式能达到的探测限较高，约为50kBq/m³~100k Bq/m³。实践中，该方法仅在废气处理系统（TEG）和安全壳内大气监测系统（ETY）约定排放时可监测到⁸⁵Kr，而核辅助厂房通风系统（DVN）烟囱连续排放的⁸⁵Kr含量一般低于探测下限，无法实现对⁸⁵Kr的准确定量分析。

发明内容

针对γ谱仪测量系统存在的探测限过高的问题，本发明提供了一种通过探测β射线来降低探测限的内充气⁸⁵Kr探测器。

本发明的测量⁸⁵Kr的内充气探测器，包括阀门、屏蔽体、不锈钢外壳、塑料闪烁体、光耦合剂、紧固接口、阻尼硅胶、光电倍增管、集成核电子学模块，还包括进样与流洗通道、密闭样品室、反射隔离膜，所述阀门安装在进样与流洗通道上；所述密闭样品室位于不锈钢外壳和塑料闪烁体之间；所述反射隔离膜蒸镀在塑料闪烁体表面，将密闭样品室和塑料闪烁体隔开；所述光电倍增管通过光耦合剂与塑料闪烁体耦合，其后端连接集成核电子学模块；所述屏蔽体包裹在整个探测器的外层。

所述密闭样品室形状为圆台形，进样一端小于测量一端，这样既减小了探测器死体积，也利于测量完成后密闭样品室的流洗。

所述不锈钢外壳与塑料闪烁体通过粘合剂和机械压合的形式密封连接，确保探测器在宽范围的正负气压范围内能长时间保持气密性。

所述塑料闪烁体具有良好的机械加工性能，其厚度既要保证β射线能沉积全部能量，又要使探测器具有较低的本底，优化设计的结果为3mm~8mm。

所述反射隔离膜为原子沉积法制备的致密金属复合膜，从内到外的镀层材料分别为氧化铝、铝，膜层厚度合计为300nm~500nm。