【摘要】：隨著核能和核技術的廣泛應用,放射性監(jiān)測作為保證核設施輻射安全的重要技術手段日益受到重視。放射性氣體快速監(jiān)測是表征核設施泄漏最直接、最靈敏的技術手段之一,其技術難點在于快速和高靈敏度。本文利用膜分離與超低溫吸附相結(jié)合的技術手段高效富集所關切的放射性氙氣體,并采用HPGeγ譜儀快速測量,研究建立了放射性泄漏氣體快速、高靈敏度檢測技術,能夠為核設施的泄漏檢測以及其它核安全檢測及評估提供技術支持。分析研究了氙的理化特性和吸附劑孔結(jié)構表征方法,在此基礎上,設計了77K溫度下氙的動態(tài)吸附測試平臺,實驗研究了77K溫度下碳分子篩對氙的動態(tài)吸附特性,獲取了該溫度下氙的動態(tài)吸附系數(shù)并分析了影響氙超低溫吸附性能的關鍵因素,實現(xiàn)了氙吸附劑和工作條件的優(yōu)選。實驗研究了分子篩類吸附劑對CO_2、H_2O和CO等氣體的除雜特性,并優(yōu)選了除雜劑。基于中空纖維膜分離氣體理論,設計了除雜特性實驗裝置,實驗選擇了高性能的聚酰亞胺中空纖維膜作為膜組件,并獲得了最優(yōu)膜組配方式及工作條件。深入研究了放射性氙現(xiàn)場測量技術,給出了兩種測量模式下取樣/測量過程中放射性氙活度變化的公式;提出了非均勻分布吸附柱放射性氣體探測效率校準方法,基于平衡吸附理論模擬動態(tài)吸附的氙在吸附柱內(nèi)的分布,結(jié)合Geant4程序模擬的分段效率,以放射性氙分布份額為權值加權計算,實現(xiàn)了HPGe探測器對包含復雜幾何結(jié)構吸附柱的一體化吸附/測量樣品盒的探測效率校準�；谔岢龅某蜏匚健⒅锌绽w維膜除雜、低本底放射性測量相結(jié)合的技術路線,研制了放射性氙氣體快速檢測系統(tǒng),實現(xiàn)了放射性氙氣體快速、高靈敏度測量。達到的技術指標如下:氙回收率大于70%;~(133)Xe、~(135)Xe在30 min的采樣/測量周期內(nèi)的MDC分別達到5.1 Bq/m~3、0.5 Bq/m~3。該系統(tǒng)對~(133)Xe的MDC是同領域惰性氣體快速測量設備MDC的1/1.8×10~4~1/800,分析周期是XESPM-Ⅲ等現(xiàn)場視察惰性氣體設備的1/40;測量結(jié)果的標準不確定度小于16%。
【學位授予單位】：清華大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TL81

【參考文獻】

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本文編號：2721476