一种放射性气体标准源制备系统、制备方法及其校准方法技术方案

本发明专利技术涉及一种放射性气体标准源制备系统，包括进气阀和排气阀、在所述进气阀和排气阀之间包括一组并联样品气瓶以及一缓冲气瓶，在所述进气阀与所述一组样品气瓶的阀门之间设置有一标准储气瓶，所述进气阀与各个气瓶相连，所述一组并联样品气瓶以及缓冲气瓶之间设置有一真空表以及一流量计，所述气体缓冲瓶的阀门与排气阀之间设置有一真空泵，所述第一储气瓶、第二储气瓶以及第三储气瓶可分别与所述气体缓冲瓶形成了一个闭路循环系统。本发明专利技术提供的放射性气体标准源制备系统，适用于放射性标准气体储存和多次使用，适用于对放射性气体监测仪进行校准等。制备系统体积小，可集成在移动小车上，灵活通过阀门接入或变换，适配不同应用对象。同应用对象。同应用对象。

【技术实现步骤摘要】
一种放射性气体标准源制备系统、制备方法及其校准方法


[0001]本专利技术属于放射性气体源
，具体涉及一种放射性气体标准源的制备系统、制备方法及校准方法。

技术介绍

[0002]放射性气体排放到空气中会造成环境污染并给相关区域人员带来辐射危害，尤其是在一些空间狭小的特殊场所，如果不能对产生的放射性惰性气体进行有效监测与处理，会对相关区域人员带来极大伤害。因此这些场所均配备了放射性气体监测仪用于对放射性气体进行活度浓度测量。
[0003]新采购或维修的放射性气体监测仪在投入使用前都需要检定或校准，确认合格后才能使用。使用中的放射性气体监测仪每年都需要检定或校准，确认放射性气体监测仪测量的准确性。放射性气体监测仪检定或校准需要使用放射性气体标准源。
[0004]放射性气体监测仪检定或校准通常使用一个标准源与一个样品瓶进行单独稀释使用，气体源样品不能多次使用，使用效率低，浪费大，很不方便。为此，希望探索一款使用方便的放射性气体源制备系统。
[0005]放射性气体源制备系统需要防止气体泄漏，对密封性能要求很高，目前国内外并未出现一款气密性好的放射性气体标准源制备系统。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提供一种放射性气体标准源的制备系统、制备方法及校准方法，适用于放射性标准气体储存和多次使用，适用于为放射性气体活度测量标准装置提供标准源和(/或)用于放射性气体监测仪校准等。制备系统体积小，可集成在移动小车上，灵活通过阀门接入或变换，适配不同应用对象，使用后的放射性气体可以移动到具有专门处理设备的设施内进行放射性气体处理，确保使用安全。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：第一方面，一种放射性气体标准源制备系统，包括进气阀和排气阀,在所述进气阀和排气阀之间连接有第一储气瓶，在所述进气阀与位于所述第一储气瓶进口侧的阀门之间设置有一标准储气瓶；
[0008]所述进气阀还与第三储气瓶相连，所述第三储气瓶与所述第一储气瓶相并联，所述第三储气瓶与所述第一储气瓶的容积不同；
[0009]在所述进气阀和排气阀之间还连接有气体缓冲瓶，所述第一储气瓶与所述气体缓冲瓶分别位于所述进气阀和排气阀的两侧；
[0010]所述气体缓冲瓶的出口侧阀门与排气阀之间设置有一真空泵，所述进气阀与所述气体缓冲瓶的进口侧阀门之间设置有一真空表以及一流量计；
[0011]所述第一储气瓶以及第三储气瓶与所述气体缓冲瓶之间形成了一个闭路循环系统。
[0012]进一步，所述进气阀还与第二储气瓶相连，所述第二储气瓶位于所述第一储气瓶
和第三储气瓶之间，并与所述第一储气瓶和第三储气瓶相并联，所述第二储气瓶与所述第三储气瓶以及所述第一储气瓶的容积不同，所述第一储气瓶、第二储气瓶以及第三储气瓶与所述气体缓冲瓶之间形成了一个闭路循环系统。
[0013]进一步，所述第一储气瓶容积为V1，所述第二储气瓶容积V2为10V1，第三储气瓶容积V3为100V1，标准储气瓶通常为容积为8
‑
10L的标准气体储存气瓶，气体缓冲瓶容积为100V1。
[0014]进一步，所述第一储气瓶容积V1优选50mL
‑
100mL。
[0015]进一步，所述第一储气瓶、第二储气瓶、第三储气瓶以及气体缓冲瓶均为双阀门气体钢瓶；在所述标准储气瓶的进口端设置气瓶针阀。
[0016]第二方面，一种采用本专利技术第一方面及其任意一可选实施方式所述系统进行放射性气体标准源制备的方法，包括如下步骤：
[0017]S1：通过切换系统阀门将放射性气体源样品与工作气体分别充入标准储气瓶进行存储；
[0018]S2：通过切换系统阀门用第一储气瓶多次取样放射性气体源，对第一次取样的放射性气体源进行活度浓度测量，并据此计算每次取样放射性气体源活度浓度；
[0019]S3：通过切换系统阀门对第一储气瓶内的气体进行混合稀释。
[0020]进一步，步骤S1包括如下子步骤：
[0021]S101:启动真空泵，按真空度要求对整个系统抽真空，将工作气体气瓶与进气阀连接，通过切换系统阀门，将工作气体经过第三储气瓶的进口侧阀门充入第三储气瓶，然后关闭第三储气瓶的进口侧阀门以及进气阀，撤去工作气体气瓶连接；
[0022]S102:将被测放射性气体源样品与进气阀连接，然后启动真空泵，对管路抽真空，将被测放射性气体源样品经过第一储气瓶的进口侧阀门充入第一储气瓶至目标压力，关闭进气阀以及被测放射性气体源样品气瓶阀门；
[0023]S103:开启标准储气瓶阀门，使第一储气瓶内被测放射性气体源充入标准储气瓶，关闭标准储气瓶阀门，开启第三储气瓶的进口侧阀门使工作气体进入第一储气瓶至气体压力接近平衡时再关闭该阀门，再开启标准储气瓶阀门，使第一储气瓶内剩余气体源进一步被吸入标准储气瓶；
[0024]S104:开启第三储气瓶的进口侧阀门以及标准储气瓶阀门，将第三储气瓶内部的工作气体充入标准储气瓶至接近气压平衡时立即关闭标准储气瓶阀门。
[0025]进一步，重复若干次步骤S103后，关闭进气阀和第一储气瓶的进口侧阀门，撤去被测放射性气体源样品气瓶连接。
[0026]进一步，步骤S2包括如下子步骤：
[0027]S201：关闭进气阀，对系统管路、第一储气瓶、第二储气瓶、第三储气瓶以及气体缓冲瓶抽真空至目标压力,关闭进气阀与第二储气瓶、第三储气瓶以及气体缓冲瓶之间的控制阀门；
[0028]S202：开启第一储气瓶的进口侧阀门以及标准储气瓶阀门，从标准储气瓶给第一储气瓶充入样品，至气压平衡后，关闭第一储气瓶的进口侧阀门以及标准储气瓶阀门；
[0029]S203：将放射性气体活度测量标准装置与工作气体从进气阀通过三通接入，管路抽真空，用第一储气瓶从标准储气瓶取气体源样品，通过进气阀，用放射性气体活度测量标
准装置测量第一储气瓶取样气体的活度,用放射性气体活度测量标准装置测量的取样气体活度浓度C
D
计算出第一储气瓶内放射性气体活度浓度按以下公式进行计算：C
4,0
＝C
D
B/V1，式中：C
4,0
—第1次从标准储气瓶取样到第一储气瓶的气体活度浓度；C
D
—用放射性气体活度测量标准装置测量的气体活度浓度；B—第一储气瓶与外部测量设备组成的气体系统管路总容积；V1—第一储气瓶容积。
[0030]进一步，步骤S203包括，第n次取样的放射性气体活度浓度按如下公式进行计算C
1n
＝C
4,0
/M
1n
，式中：C
1n
—用第一储气瓶第n次从标准储气瓶取样的放射性气体活度浓度；C
4,0
—标准储气瓶第一次测量的放射性气体活度浓度；稀释倍数M1按如下公式进行计算M1＝(V4+V1+V
p1
)/V4，式中：V4—标准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放射性气体标准源制备系统，包括进气阀(10)和排气阀(11)、其特征是：在所述进气阀(10)和排气阀(11)之间连接有第一储气瓶(1)，在所述进气阀(10)与位于所述第一储气瓶(1)进口侧的阀门(17)之间设置有一标准储气瓶(4)；所述进气阀(10)还与第三储气瓶(3)相连，所述第三储气瓶(3)与所述第一储气瓶(1)并联，所述第三储气瓶(3)与所述第一储气瓶(1)的容积不同；在所述进气阀(10)和排气阀(11)之间还连接有气体缓冲瓶(5)，所述第一储气瓶(1)与所述气体缓冲瓶(5)分别位于所述进气阀(10)和排气阀(11)的两侧；所述气体缓冲瓶(5)的出口侧阀门(16)与排气阀(11)之间设置有一真空泵(8)，所述进气阀(10)与所述气体缓冲瓶(5)的进口侧阀门(23)之间设置有一真空表(7)以及一流量计(6)；所述第一储气瓶(1)以及第三储气瓶(3)与所述气体缓冲瓶(5)之间形成了一个闭路循环系统。2.如权利要求1所述的一种放射性气体标准源制备系统，其特征是：所述进气阀(10)还与第二储气瓶(2)相连，所述第二储气瓶(2)位于所述第一储气瓶(1)和第三储气瓶(3)之间，并与所述第一储气瓶(1)和第三储气瓶(3)相并联，所述第二储气瓶(2)与所述第三储气瓶(3)以及所述第一储气瓶(1)的容积不同，所述第一储气瓶(1)、第二储气瓶(2)以及第三储气瓶(3)与所述气体缓冲瓶(5)之间形成了一个闭路循环系统。3.如权利要求2所述的一种放射性气体标准源制备系统，其特征是：所述第一储气瓶(1)容积为V1，所述第二储气瓶(2)容积V2为10V1，第三储气瓶(3)容积V3为100V1，标准储气瓶(4)通常为容积为8
‑
10L的标准气体储存气瓶，气体缓冲瓶(5)容积为100V1。4.如权利要求3所述的一种放射性气体标准源制备系统，其特征是：所述第一储气瓶(1)容积V1优选50mL
‑
100mL。5.如权利要求1所述的一种放射性气体标准源制备系统，其特征是：所述第一储气瓶(1)、第二储气瓶(2)、第三储气瓶(3)以及气体缓冲瓶(5)均为双阀门气体钢瓶；在所述标准储气瓶(4)的进口端设置气瓶针阀(9)。6.一种采用权利要求1
‑
5中任意一项所述系统进行放射性气体标准源制备的方法，其特征是，包括如下步骤：S1：通过切换系统阀门将放射性气体源样品与工作气体分别充入标准储气瓶进行存储；S2：通过切换系统阀门用第一储气瓶(1)多次取样放射性气体源，对第一次取样的放射性气体源进行活度浓度测量，并据此计算每次取样放射性气体源活度浓度；S3：通过切换系统阀门对第一储气瓶内的气体进行混合稀释。7.如权利要求6所述的一种放射性气体标准源制备方法，其特征是：步骤S1包括如下子步骤：S101:启动真空泵(8)，按真空度要求对整个系统抽真空，将工作气体气瓶与进气阀(10)连接，通过切换系统阀门，将工作气体经过第三储气瓶(3)的进口侧阀门(21)充入第三储气瓶(3)，然后关闭第三储气瓶的进口侧阀门(21)以及进气阀(10)，撤去工作气体气瓶连接；S102:将被测放射性气体源样品与进气阀(10)连接，然后启动真空泵(8)，对管路抽真
空，将被测放射性气体源样品经过第一储气瓶(1)的进口侧阀门(17)充入第一储气瓶(1)至目标压力，关闭进气阀(10)以及被测放射性气体源样品气瓶阀门；S103:开启标准储气瓶(4)阀门，使第一储气瓶内被测放射性气体进入标准储气瓶(4)，关闭标准储气瓶(4)阀门，开启第三储气瓶(3)的进口侧阀门(21)工作气体进入第一储气瓶内至气体压力接近平衡后再关闭该阀门(21)，再开启标准储气瓶阀门，使管路气体被吸入标准储气瓶(4)；S104:开启第三储气瓶(3)的进口侧阀门21以及标准储气瓶(4)阀门，将第三储气瓶(3)内部的工作气体充入标准储气瓶(4)至接近气压平衡时立即关闭标准储气瓶(4)阀门。8.如权利要求7所述的一种放射性气体标准源制备方法，其特征是：重复若干次步骤S103后，关闭进气阀(10)和第一储气瓶(1)的进口侧阀门(17)，撤去被测放射性气体源样品气瓶连接。9.如权利要求6所述的一种放射性气体标准源制备方法，其特征是：步骤S2包括如下子步骤：S201：关闭进气阀，对系统管路、第一储气瓶(1)、第二储气瓶(2)、第三储气瓶(3)以及气体缓冲瓶(5)抽真空至目标压力,关闭进气阀(10)与第二储气瓶(2)、第三储气瓶(3)以及气体缓冲瓶(5)之间的控制阀门(19)；S202：开启第一储气瓶(1)的进口侧阀门(17)以及标准储气瓶(4)阀门，从标准储气瓶(4)给第一储气瓶(1)充入样品，至气压平衡后，关闭第一储气瓶(1)的进口侧阀门(17)以及标准储气瓶(4)阀门；S203：将放射性气体活度测量标准装置与工作气体从进气阀(10)通过三通接入，管路抽真空，从标准储气瓶(4)取样到第一储气瓶(1)的气体样品通过进气阀(10)，用放射性气体活度测量标准装置进行测量,用放射性气体活度测量标准装置测量的取样气体活度浓度C
D
计算出第一储气瓶(1)内放射性气体活度浓度按以下公式进行计算：C<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈细林，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：