[发明专利]一种核素蒸发通量测量装置及释放源项估算方法

说明书

本发明公开了一种核素蒸发通量测量装置及释放源项估算方法，包括蒸发器、水样测量装置、温控系统、风速仪、排气管、取样系统；水样测量装置测量蒸发器中池水蒸发前后核素浓度及池水体积；温控系统控制蒸发器内温度；风速仪调节控制蒸发过程中池面风速；尽可能地还原天然蒸发池蒸发环境，获得较为准确的蒸发数据，降低采样人员的辐射危害性；排气管分别蒸发器内部、取样系统连通；排气管上设置有中流量气溶胶采样器，蒸发载带出来的气溶胶通过排气管排出，实现对气溶胶的取样；通过对蒸发池蒸发景象的模拟实验，建立蒸发载带释放源项估算方法，获取对核素蒸发载带释放份额的关键影响参数，为蒸发池源项释放和公众辐射剂量评价提供基础数据。

技术领域

本发明属于辐射环境影响评价技术领域，具体涉及一种核素蒸发通量测量装置及释放源项估算方法。

背景技术

在核能利用过程中，由于生产运行的对象是具有放射性的材料，不可避免的产生放射性废物。根据估算，一座百万千瓦级压水堆核电机组运行过程中，年产生放射性废液大约3000m³，其中低放废液大约占90％，废液产生量较大，潜在的环境危害较大。针对中、低放射性废水处理的技术包括蒸发浓缩、化学沉淀、离子交换和天然蒸发池技术等。

天然蒸发池技术的原理是借用太阳辐照的热量将泥浆或废液中多余的水分蒸发除去。天然蒸发池技术由于其工程技术简单，易于操作、成本低、节能、净化系数高等特点广泛用于海水制盐，工业废水，危险化学废液的减容处理等领域。天然蒸发池效率主要受太阳辐照、风量、蒸发池面积等影响，而风量的影响同温度相关，因此蒸发率主要影响因素还是太阳辐照。天然蒸发池技术的净化系数高于普通蒸发处理技术，处理低水平放射性废液的净化系数一般为104～106，还具有一次性投资少、操作简单、设施无需过多日常维护，对工作人员的辐射危害较低，节能等特点，尤其适合偏远地区或发展中国家处理核设施运行过程中产生的大量低放射性水平废液。

现有技术中关于天然蒸发池源项的研究，主要集中于对蒸发池液气界面氡析出及迁移扩散规律的研究，而关于蒸发池表面核素蒸发载带的研究较少。为了了解蒸发池放射性废液中核素经天然蒸发途径向大气迁移的特性，以及对周围环境的辐射影响和人体健康的危害，需要开展蒸发载带源项估算的研究。在测量池面上关键核素的蒸发浓度时，由于天然蒸发池现场条件较为恶劣，不适合开展实地气溶胶采样，且在开放水面进行操作，受气溶胶逸散行为及采样点布设影响，会造成气溶胶的测定存在一定的误差，在估算源项时存在较大不确定性，无法为辐射环境影响评价提供准确的源项数据；且对采样人员的辐射较大。

发明内容

针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供可获取不同实验参数调节下的释放份额参数的装置及估算蒸发载带释放源项的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种核素蒸发通量测量装置，包括蒸发器、水样测量装置、温控系统、风速仪、排气管、取样系统；所述水样测量装置位于所述蒸发器外部；所述温控系统位于所述蒸发器右侧外壁；所述风速仪位于所述蒸发器上部；所述排气管一端与所述蒸发器内部连通，另一端与取样系统连通。

进一步地，还包括过滤器，所述过滤器与取样系统出口相连。

进一步地，所述排气管上设置有气溶胶采样器。

进一步地，所述水样测量装置、温控系统、风速仪均与数据采集器连接。

本发明还提供了一种核素蒸发释放源项估算方法，包括以下步骤：

(1)通过上述核素蒸发通量测量装置获取实验参数；

(2)计算蒸发载带释放份额；

(3)根据释放源项估算公式计算核素蒸发通量；

(4)根据核素蒸发通量计算蒸发池核素排放源强；

(5)根据上述数据拟合拟合释放源项方程，得到单一变量与蒸发载带释放份额的影响关系。