基于PIPSBOX测量气态14C流出物装置的设计

14C作为环境影响评价中的重要核素,现有测量技术很难实现核设施气态14C流出物的在线测量。基于PIPSBOX测量技术研制了气态14C流出物在线测量装置的原理样机,模拟了PIPSBOX测量14C的探测效率,理论证明测量的可行性。通过将不同形式的14C气体转化为14CO_(2)形态,以便进行低温分离14CO_(2)提高14C浓度,最后实现PIPSBOX测量14C气体。最终在3 h内,该系统测量14C的最小可探测活度浓度达到0.99 Bq/m3,小于现在连续取样一周的探测下限10 Bq/m^(3),这项工作建立了14C测量新方法,实现了气态14C流出物的在线测量,也为大气中14C在线测量提供参考。

三种分离富集气态14C流出物方法的效果初步探讨

目的考察膜分离、吸附分离和低温分离3种物理分离气态14C方法的分离效果,筛选出最佳分离方法,为14C在线监测中14CO_(2)的分离富集提供参考。方法设计实验方案,分别搭建3种分离实验装置进行分离纯化实验,对3种方法分离CO_(2)的纯度、回收率及分离时间进行分析。结果3种分离方法对CO_(2)均有一定分离效果,在一定条件下获得20 mL样品气体,膜分离法需用时0.5 h获得样品纯度为0.0486%~0.0488%VOL的CO_(2)的气体,回收率仅为2.5%~12.7%;MOF材料吸附分离法需消耗24~30 h,获得样品纯度为20.2%~47.5%VOL的CO_(2)的气体,回收率为57.3%~63.2%;低温分离法则要消耗3 h,可获得样品纯度为96.0%~99.8%VOL的CO_(2)的气体,回收率为81.5%~92.5%。结论低温分离法分离得到CO_(2)纯度和回收率要比膜分离法和MOF材料吸附分离法高,分离时间适中,可为实现气态14C流出物快速测量中14C的富集技术提供参考。

重水堆核电站气态^(14)C的产生释放及控制研究

核电站气态流出物中的^(14)C主要通过呼吸和饮食两种途径进入人体,对人体形成内照射伤害。重水堆^(14)C的产量约为相同装机容量轻水堆的40倍,因此,重水堆气态^(14)C的排放控制对保护公众健康尤为重要。本文通过研究重水堆核电站^(14)C产生机理,分析和计算各系统^(14)C存在的形态以及产生量,梳理^(14)C在重水堆核电站内的转移过程及最终排放的途径,提出了减少气态^(14)C向环境排放的措施,为重水堆核电站有效控制气态^(14)C排放提供了指导。

直接测量法测量核电厂气态流出物^(14)C的准确度分析

以某核电厂气态流出物^(14)C样品为研究对象,对直接法测量核电厂气态流出物^(14)C准确度的影响因素进行实验分析。开展了样品和闪烁液最佳配比实验、淬灭影响实验、夹带氚和氚对^(14)C分析结果的影响水平实验等。实验结果表明:采用HAGUE 7000型^(14)C取样器采样时,气态流出物^(14)C样品会夹带氚,夹带氚对^(14)C计数的贡献约为氚活度的1%~2%;样品和闪烁液的最佳配比为6 mL和14 mL;样品淬灭的差异会引起探测效率的偏差。影响直接法测量气态流出物^(14)C准确度的主要因素是样品和闪烁液配比、夹带氚和探测效率准确性。开展实际样品测量时应选用最佳样品和闪烁液配比,保证探测效率的准确性,可通过解谱卡道、采用悬浮分析法或改变采样方式减少夹带氚的影响,提高测量准确度。