核设施周围大气中多形态氚的测量

大气中氚主要以氚化水(HTO)、氚化氢(HT)以及氚化甲烷(CH_3T)的形态存在,其危害与其化学形态相关。为了准确评价核设施周围大气中不同化学形态的氚水平,基于高温催化氧化和低温冷阱捕集的原理,建立了一套适用于核设施周围大气中多形态氚的取样及测量方法,并对秦山核电站周围大气中不同形态氚进行了初步测量。该方法中催化剂在大气环境下对HT和CH_3T的催化氧化效率≥99%,冷阱对水样的收集效率≥95%,具备了同时采集和测量HTO、HT和CH_3T的功能。基于秦山核电站周围大气中氚的初步测量结果发现:秦山核电站周围大气中存在HTO、CH_3T和HT三种形态的氚,且HTO>CH_3T>HT,CH_3T和HT浓度与环境本底水平相当,由此表明,建立的取样和测量方法有较高的灵敏度,可以用于核设施周边大气中环境水平氚的采样测量。

甲烷供给模块的设计与性能研究

为解决核设施周围大气中多形态氚甄别取样时甲烷(CH4)载气的安全供给问题,本文基于碳化铝(Al4C3)在潮湿氛围中水解生成CH4的原理,设计了一种新型CH4供给模块。探讨了反应温度、载气流速和Al4C3初载量等参数对模块出口处CH4体积分数的影响,并将该模块实践用于大气氚的采样。实验结果表明,以N2为载气,载气流速为25~50mL/min时,CH4供给模块出口处CH4体积分数随反应温度升高而升高,随载气流速升高而稍有降低,随Al4C3初始装载量的增加而增加。当N2载气流速为25~50mL/min时,为满足1.00L/min和3.00L/min的取样流速对CH4的需求,反应温度需分别不低于40℃和60℃。将该CH4供给模块应用于多形态氚取样系统TS-212,对秦山核电站周围大气环境中多形态氚进行取样和测量,表明该CH4供给模块能够满足多形态氚取样过程对CH4供给的要求。