[发明专利]碳-14测试瓶、测试装置及方法，采样制样系统及计算方法

说明书

本发明涉及同位素检测领域，公开了碳‑14测试瓶、碳‑14测试装置及其测试方法，采样制样系统及其采样制样方法，碳‑14测试瓶包括：承压外壳和设置于承压外壳内的样品仓，样品仓内设置有腔体，碳‑14测试瓶上设置有与腔体相连通的注入口。其中，样品仓能够使腔体内产生的光线发生漫反射。样品仓至少有部分是透明的，承压外壳上设置有一端与外部的闪烁计数仪连接的光纤通道，光纤通道的另一端连接至样品仓的透明部位。本发明能够快速地测出二氧化碳样品的碳‑14的含量。

技术领域

本发明涉及同位素检测领域，公开了一种碳-14测试瓶、碳-14测试装置及其测试方法，采样制样系统及计算方法。

背景技术

目前，煤炭仍是电力行业的主能源，随着社会的发展与经济水平的不断提高，人们对电力的需求急剧增加，煤炭储量急剧下降的同时，也对自然环境造成了极大的破坏。

生物质能是一种含碳的可再生能源，其“碳中性”的特性，这使得利用生物质能替代部分以煤炭为代表的化石能源，减少二氧化碳排放以缓解温室效应。现有技术已经证实生物质混煤燃烧是一种优秀的大规模利用生物质能的方式。它不仅能降低污染物和二氧化碳的排放，且可以高效利用低热值的生物质燃料，是一种高效且环保的能源获取方法。

但是，由于当前缺乏有效、可靠的生物质掺烧量的检测技术与装置，使得政府无法制定生物质混燃发电补贴标准和相应政策，限制了混燃发电技术及其市场在中国的发展。

碳-14(¹⁴C)是碳元素的一种具放射性的同位素，于1940年2月27日由加州大学伯克利分校放射性实验室的马丁·卡门和萨姆·鲁本首先发现。

碳-14通过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。活着的生物由于参与大气中的碳循环，其含有碳-14的活度往往与大气水平相一致。煤炭由于上百万年来深埋于地底，所以其原有的碳-14几乎已经衰变殆尽。因此通过测量煤混生物质电站的锅炉烟道中的烟气所含的二氧化碳的碳-14数据，就可以知道这一电站中是否利用了生物质能，所利用的比例，也就是混燃比是多少。

基于碳-14同位素的放射性定年法最早被用于考古学和地质学研究中，是一种有效的生物成分鉴别方法。与垃圾焚烧电站的情况不同，生物燃料供应受季节变化影响，混燃电站掺混生物质的比例可能难以超过5％。在低掺混比时，加速器质谱是最精确碳-14活度检测方式，但由于仪器的造价昂贵无法推广。

在现有技术中，也提供了一些通过闪烁计数仪来测定二氧化碳中碳-14的含量的方法。例如，现有技术尝试通过碳酸钙悬浊液或者其它吸收剂获得二氧化碳，再进行计数。然而在低混燃比下无法达到需要的测试精度。

在液体闪烁计数仪上，想达到一定的精度需要单位容积的样品中足够的碳含量，以往只有苯合成法可以达到样品中含碳量的需要，但将二氧化碳转化成苯的过程非常复杂，存在转化率较低、耗时长的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳-14测试的样品瓶及测试方法，以及一种采样制样系统和计算方法，本发明能够快速地测出二氧化碳样品的碳-14的含量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种碳-14测试瓶，包括：

承压外壳和设置于承压外壳内的样品仓，样品仓内设置有腔体，碳-14测试瓶上设置有与腔体相连通的注入口。

其中，样品仓能够使腔体内产生的光线发生漫反射。

样品仓至少有部分是透明的，承压外壳上设置有一端与外部的闪烁计数仪连接的光纤通道，光纤通道的另一端连接至样品仓的透明部位。

本发明还提供了一种碳-14测试装置，包括光纤、闪烁计数仪和上述的碳-14测试瓶。

本发明还提供了一种碳-14测试方法，包括如下步骤：