产品与技术
产品描述
水质低本底总αβ在线监测系统
1、背景
随着我国核事业的蓬勃发展,核能在能源、工业、医学方面的利用已越来越广泛,核电站的建设速度也在不断加快。然而核能在给人类带来巨大利益的同时,也不同程度地增加了环境放射性污染以及公众接触放射性污染和受照射的可能性。由于α、β粒子的射程短,其对人体的伤害主要是通过吸入、食入等产生的内照射,因此饮用水源地的总α、总β放射性活度检测尤为重要。
目前,国内对饮用水源地总α总β放射性指标的检测方式是:人工现场取样,用聚乙烯水样容器将所取的样品水送至检测实验室内,静置,分次加入烧杯中进行加热蒸发浓缩,再转入蒸发皿中用马弗炉进行高温灼烧,后取出蒸发皿置于干燥箱中待冷却到常温后将其底部上的固体残渣取出刮碎后平铺于样品盘中并放入低本底αβ测量仪样品托盘内进行放射性活度检测。该传统方法制样过程繁琐,人为误差及不确定因素较大。我司自主研制的在线监测系统引入反渗透膜富集浓缩法完成制样并置于低本底αβ测量仪样品托盘内进行放射性活度检测,可实现自动制样在线检测,解决传统水质总放射性检测方式的弊端。
2、应用领域
可应用于地表饮用水源地水质总α、β放射性日常在线监测,可应用于部队在作战、核应急条件下的水放射性应急监测,以及其他涉核单位、重要部门的饮用水放射性测量等。
3、系统概述
水质低本底总α、β辐射在线监测系统是一套含低本底α、β辐射自动测量仪及水样预处理、数据采集、控制、远程监控于一体的在线全自动监测系统。它结合现代通信技术,并利用现在通信网络,实时地将仪器的测量结果,系统运行状况,各台仪器的运行状况,系统日志,系统故障,仪器故障等信息自动传送到中心站。
监控中心平台软件是水质低本底总α、β辐射在线监测系统的上层管理软件,它利用现有的通信技术和计算机网络技术,实现准确、实时、快速的与远程基站进行通信,是整个系统实现管理、控制、分析、维护等的指挥中心。其主要保证系统的正常运行和将监测的数据进行分析处理,为饮用水源地辐射环境管理提供数据支撑服务。
水质低本底总α、β辐射在线监测基站管理系统,可以使授权用户根据需要对监测子站各种参数进行设置,如仪器监测频次,气洗管路频次,除藻反冲洗频次,故障报警设置,故障报警类型选择等,完成这些操作只须在现场工控机上的监控软件上按提示进行相应的选择与设置,即使未经专业培训,也能完成操作。
作为全自动的水质低本底总αβ在线监测系统,系统本身运行状况记录的重要性不言而喻,为此系统设计了运行日志功能将系统运行时的所有重要事件及有关操作分类存储,详细记录可捕捉到的系统故障、仪器故障及报警信息等,并给出故障可能产生的原因及相应解决方案,一般情况下,现场维护人员可按信息提示直接排除故障。考虑到水质低本底总α、β在线监测组网的发展要求,系统特别预留有多个类型的通信接口,可根据业主要求的信息传输协议来更改本系统的通讯协议。
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图1 水质低本底总α、β在线监测系统 |
图2 深圳市西丽水库站点 |
图3 甘肃临夏肖家村水厂站点 |
5、技术指标
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主探测器:硫化锌(银)塑料闪烁体(可增配NaI探测器进行γ能谱采集);
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两路独立探测器,用于样品在线循环交替测量;
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反符合探测器:大体积塑料闪烁体,反符合效率大于99%;
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探测效率:对于90Sr-90Y平面β源的2π探测效率大于50%,对于241Am平面α源的2π探测效率大于70%;
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α本底:小于0.03cps;β本底:小于0.2cps;
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α、β探测下限(典型条件):0.05Bq/L;
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α、β串道:β射线对α道串道比小于1%,α射线对β道串道比小于3%;
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铅屏蔽层厚度:侧板5cm以上,顶底板8cm以上;
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使用环境:温度:-10℃到40℃;相对湿度<90%;
该水质低本底总α、β在线监测系统性能指标完全满足《GB/T11682-2008低本底α、β测量仪》国家标准中的技术指标要求以及满足《GB5749-2006生活饮用水卫生标准》对总α和总β放射性体积活度检测的要求。
6技术特点
①水质低本底a、β智能在线监测技术∶全天候全自动智能在线监测地表水的低本底a、β放射性活度,长期监测数据完整保存,并可设定时段查询统计。能连续反映被测水质放射性变化情况,准确及时捕捉放射性污染物排放事故并发出预警信号。
②自动采集及预处理水样∶采水模块自动完成水样采集,并对所采水样进行相应的预处理,将水样中的大颗粒或有机物杂质过滤而又不能改变水样的辐射代表性。
③采水模块自动清洗技术∶采水模块具备空气自动反吹、多级过滤、需对全长采样管路配备自动清洗系统,可设置清洗周期或根据浊度值的变化进行自动反吹清洗采水管路。
④自动制样技术∶定量采集水样,采用反渗透膜组过滤富集样水中的放射性核素,并对富集样水中放射性核素后的反渗透膜组进行干燥及称量所富集样水杂质的重量,完成水质低本底a、β辐射检测的自动制取样品。
⑤智能流程式制样控制技术∶制样各流程的实现通过智能仿生机械臂自动完成,无需人为干预,减少系统的人为误差,进一步提高系统的可靠性。
⑥低本底a、β放射性检测技术∶主探测器采用阵列硫化锌塑料闪烁体,反符合探测器采用塑料闪烁体,独特的a、β波形甄别算法,减少了α、β串道。
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技术优势对比
8、案例
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兰州第一自来水厂;
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兰州中川水厂
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陇南武都自来水厂;
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天水水厂
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深圳西丽水库;
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深圳东湖水库;
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湖南衡阳湘江引用水断面;
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湖南永州祁阳湘江饮用水断面;
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甘肃定西自来水厂;
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甘肃临夏自来水厂;
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甘肃甘南自来水厂;
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甘肃平凉自来水
9、用户使用报告
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