裂变气体^(85)Kr提取技术研究进展

^(85)Kr是一种重要的核燃料裂变气态产物,具有半衰期长、放射性强的特点。对^(85)Kr气体进行监测检测、回收储存对于人与环境健康、核安全监测均有重要意义,且^(85)Kr在气体示踪、仪表制造、医学诊断等方面均有重要应用。但国内并无提供商用^(85)Kr的产业,只能依靠从国外进口来满足需求。因此,开发裂变气体中^(85)Kr的提取技术具有重要意义。主要综述了Kr/Xe分离方法,并对^(85)Kr提取的相关信息进行了调研。此外对不同技术方法进行对比分析,同时结合国内提取技术的发展现状和国内外差距,对未来工作提出展望。

核电厂排放的^(85)Kr的分析方法及剂量评估

分析了^(85)Kr的性质及其在环境中的迁移行为,对气态流出物和环境介质中^(85)Kr的测量方法进行了总结。研究表明,对核电厂气态流出物和空气、水样品中的^(85)Kr,需要经分离纯化进行样品制备,并在液闪谱仪上测量,以获得足够低的探测限。对^(85)Kr的剂量评估方法进行了研究,采用目前我国主流机型CPR1000、AP1000和华龙一号的排放源项进行估算,表明核电厂释放的^(85)Kr对公众造成的辐射剂量极小。

^(85)Kr在线监测原型装置研制

用NaI(Tl)探测器和小型数字化谱仪组成一套后处理厂排放85Kr在线监测原型装置,并开发相应的应用软件。该装置具有远程控制功能,可实现数据获取、分析及传输的远程操作,具有连续运行和间歇运行两种工作模式。在间歇运行模式下,可通过增大测量容器内的气体压力,进一步提高探测灵敏度和监测可靠性。在实验室条件下,测量时间为1 200 s时,装置的实际探测下限为3.4×104Bq/m3,判断限为1.7×104Bq/m3。当报警阈值设置为装置探测下限、测量容器内压力大于417 kPa时,装置能对浓度高于8.1×104Bq/m3的85Kr气体进行可靠监测及报警。报警的漏报率和误报率均小于0.1%。

常温取样法检测环境空气中^(85)Kr

采用中空纤维膜和碳分子筛联用的方法,中空纤维膜实现预浓集,碳分子筛实现最终的浓集分离,操作过程省去液氮操作。用正比计数器测量采集的^(85)Kr的浓度。对取样装置的回收率、系统的刻度、方法探测下限进行了分析和讨论,并测定了实验室附近空气中^(85)Kr的水平为1.09±0.06 Bq/m^3。本方法可应用于我国核设施外环境低水平^(85)Kr浓度的常规监测。

^(85)Kr气体液闪测量方法研究

采用反康普顿γ谱仪对^(85)Kr样品进行活度标定作为工作参考,通过自行设计的Kr气体收集装置和液闪制样装置,建立了一种^(85)Kr气体样品的液闪测量方法。结果表明:以甲苯为溶剂、1,4-双-2-(4-甲基-5-苯基噁唑基)(POPOP)和2,5-2苯基噁唑(PPO)为溶质的闪烁液,当体积为20mL,硅胶加入质量为1.0g时,能够完全溶解0.5m^3空气中的Kr气,且样品液闪测量无需进行淬灭校正;对于^(85)Kr活度小于1Bq的样品,液闪测量相对偏差绝对值小于7%;制备的样品放置20h以内计数率稳定。该方法适用于环境大气中^(85)Kr放射性水平的测量。

新型空气中^(85)Kr监测仪研制

介绍了新型空气中^(85)Kr监测仪的研制。仪器采用对称放置可进行γ补偿的电离室探测器并在测量过程中通过微电脑处理器实现自动控制。通过性能测试,该仪器相对测量误差较小,对γ本底的补偿有着良好的效果。特别适用于核设施烟囱排出^(85)Kr的连续自动监测。

秦山三期重水堆核电站流出物惰性气体^(133)Xe和^(85)Kr研究及监测改进

通过秦山三期CANDU6核电站惰性气体产生、转移与释放机理的分析,指出核电站放射性源项报告中惰性气体排放量计算方法产生偏差的原因,并进一步明阐明CANDU6核电站流出物中133Xe、85Kr与131mXe等主要惰性气体活度的定量关系。利用该研究结果,通过测量133Xe的活度来估算探测下限值很高的85Kr与131mXe活度,从而大大降低核电站惰性气体的统计排放量,这一方法也可应用于压水堆核电站。

正常运行工况下核电厂气态流出物中^(85)Kr与^(133)Xe的关系

核电厂正常运行工况下,气态流出物中惰性气体监测结果一般均低于探测限。如按标准以探测限的1/2统计,可能会过高统计年排放量。本文通过确定气态流出物中85Kr与133Xe活度浓度的关系,当惰性气体源项中半衰期最大的85Kr低于探测限时,间接估算其活度浓度,以便能准确地对85Kr进行年排放量统计。

^(85)Kr测厚源制备及焊接性能分析

为保证^(85)Kr测厚源的密封质量,通过^(85)Kr测厚源结构设计、焊接工艺参数优化,制备合格的^(85)Kr测厚源。铜管与壳体的连接采用真空钎焊工艺,钎焊温度约900℃,时间约30 min;源窗与壳体的连接采用电子束焊工艺,焊接电流7 mA,焊接转速13 mm/s;源后盖与壳体的连接采用激光焊工艺,焊接功率180~185 W,焊接速度2 mm/s。测厚源检验结果表明,所制备的^(85)Kr测厚源,氦质谱检漏结果小于1.0×10^(-9)Pa·m^(3)·s^(-1),放射性气体检验不超过4 kBq/24 h,符合GB/T 15849—1995中“其他射气检验方法”要求。金相实验结果表明,采用优化参数试样的焊缝中未发现明显的裂纹、未焊透、未熔合等缺陷,最大焊接熔深约0.73 mm。

基于内充气正比计数器长度补偿法测量85Kr放射性活度浓度

放射性惰性气体活度浓度的绝对测量是进行其量值传递的基础。为实现放射性惰性气体85 Kr活度浓度的定值,本工作基于内充气正比计数器长度补偿法,进行了85Kr放射性活度浓度的绝对测量。结果表明,在气压56.15 kPa、工作电压1675V和1700V条件下,85Kr放射性活度浓度为10.64Bq/mL,合成标准不确定度为0.60%,与国际先进核素计量实验室关于85Kr的测量结果的合成标准不确定度水平相当。

^(85)Kr启动剂在照明领域的应用及前景展望

在高强度气体放电灯(HID)及器件中填充微量的85Kr能明显改善产品的启动性能,提高灯泡的光通维持率,延长使用寿命。85Kr的填充量应符合GB18871-2002标准中豁免值要求。

一种用于退役核燃料元件包壳的破裂检测技术

本文阐述了基于活性炭对85Kr吸附特性来检测退役核燃料元件包壳破裂的技术,给出了测量原理及测量系统。方法是通过测量活性炭所吸收的85Kr所放出β射线的计数率的大小,来判断退役核燃料元件包壳是否破裂,该测量系统对β射线的探测效率大于40%,对β射线的本底计数率为0.84Counts?min–1。使用该方法的实际测量结论与取水样用化学分析方法所得结论一致。

β放射性气体浓度计的新分度方法

本文介绍β放射性气体浓度计的一种新的分度方法——泄漏元件排气法。其特点是一只元件可分度放射性气体浓度计的许多读出数(甚至是几个量程),操作方便。

放射性气体活度绝对测量

文章描述了一台β放射性气体活度绝对测量装置以及测量结果，装置建成之后，用￣（８５）Ｋｒ及￣３Ｈ对端效应、壁效应、吸收效应以及电子在玻璃绝缘体表面上的吸附效应等作了认真仔细的实验测、定和研究，最后测得该装置的系统不确定度为０．２４％，重复性为０．１％。本次测量的￣（８５）Ｋｒ及￣３Ｈ样品的标准误差分别为０．０６％及０．１％，合成不确定度为０．２６％。

外推电离室关键参数测量方法的研究

为实现外推电离室对β辐射吸收剂量的准确测量,按照外推电离室参数对性能的影响程度,对PTW23392型外推电离室进行漏电流、饱和曲线、离子收集效率、外推曲线和电离室零点位置与有效收集面积5大参数的测量。实验使用^(90)Sr/^(90)Y和^(85)Kr放射源(带展平过滤)进行测量和分析研究。极板间距取0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm、2.5 mm 5个位置,将极板间距外推至零,以求满足Bragg-Gray理论。实验得出结论:漏电流的范围为0.2~2.2 fA;由饱和曲线可知,当给外推电离室施加电压5 V、10 V、15 V、20 V、25 V时,外推电离室处于饱和区域;电离室离子收集效率均在99.3%以上;外推曲线的线性拟合度均在0.998以上。以上数据满足IEC-60731和IAEA TRS-398要求。通过电压阶跃法得出电离室的零点位置为0.0086 cm处,有效收集面积为7.2272 cm^(2)。因此,可确定此外推电离室满足β辐射吸收剂量测量的基本要求。

某汽车安全系统生产企业85Kr检漏系统职业病危害放射防护现状

目的评价西安市某汽车安全系统生产企业放射性同位素^(85)Kr气体检漏系统放射防护现状,以保障放射工作人员、公众的健康与安全。方法使用AT1123 X、γ辐射检测仪及COMO170α、β表面污染仪,按照GB/T 14056.1—2008《表面污染测定第一部分:β发射体和α发射体》和GB 11930—2010《操作非密封源的辐射防护规定》的要求进行检测。结果^(85)Kr铅储罐外5 cm外γ射线周围剂量当量率最高(38.2μSv/h),^(85)Kr铅储罐表面β表面污染水平最高(2.5 Bq/cm^(2)),^(85)Kr气体检漏系统操作人员年有效剂量为0.665 mSv,符合GB/T 14056.1—2008《表面污染测定第1部分:β发射体和α发射体》的要求。结论正常运行并严格按操作规程操作^(85)Kr气体检漏系统,能够保障放射工作人员和公众的健康与安全。

核分析技术和放射性同位素在照明领域的应用及前景展望

核分析技术应用于照明行业,对企业科学合理用材有指导意义:放射性同位素产品用于光源及其附件的生产提高了产品的质量档次,增强了出口产品的竞争力。

中子活化-γ能谱分析测试技术在电光源生产中的应用

核分析测试技术用于电光源材料分析及放射性同位素活度测试分析,对制灯企业科学合理用材、制灯工艺流程控制以及检验产品是否符合国标规定的豁免值有实际意义。