[发明专利]一种土壤中氚的氧化催化装置

说明书

技术领域

 本发明涉及氚的放射性活度测量技术领域，特别涉及一种土壤中氚的氧化催化装置。

背景技术

土壤中氚的分析原理是用高温氧化将土壤中的结合氚（有机氚和无机氚）氧化成氚化水，土壤的气态氚催化成氚化水，通过氚化水分析获得土壤中氚的含量。

目前，商业生产的土壤氧化装置一般都是一根石英管水平放置，在石英管一端放置土壤，另一端放置催化剂。石英管中土壤的盛放容器是石英舟，由于土壤是水平放置，盛放的土壤量有限（样品放置多了会堵塞石英管，如果用较粗的石英管，可以多放样品，但样品厚度增加，不利于氧化），一般是3-30克重的土壤，由于盛放的土壤样品量有限，为处理较多的土壤样品往往需要重复多次样品处理，才可以满足实验分析需求。水分的收集采用鼓泡吸收的方法。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种样品处理量大、氧化效果好、收集效率高的土壤中氚的氧化催化装置。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种土壤中氚的氧化催化装置，它主要由氧化加热炉、催化加热炉、石英管、温控仪、样品托盘、热电偶、洗气瓶、冷凝管组成；热电偶安装在石英管的管壁上，与温控仪连接；石英管分为第一石英管和第二石英管，第一石英管置于氧化加热炉内，并和氧气入口连接，第二石英管置于催化加热炉内；样品托盘固定在第一石英管内，催化剂置于第二石英管内；第一石英管、第二石英管、水分收集瓶、洗气瓶之间依次通过管道连通，冷凝管置于第二石英管与水分收集瓶之间的管道上。

本发明还可以：

所述的洗气瓶由3个洗气瓶依次连接组成。

所述的样品托盘由多层托盘固定在样品托盘支架组成，采用层层叠放的方式。

本发明的有益效果是：

（1）   本发明采用两个石英管分别进行氧化过程和催化过程，更加有利于氧化和催化的温度独立控制。

（2）   装置中的石英管竖放，样品用小的托盘叠放，有效的利用了空间，增加了样品处理量和氧化效果。

（3）   水蒸气收集采用冷凝和鼓泡结合的方法，提高了收集效率。

附图说明

图1 装置的结构示意图

1 样品托盘支架、2 氧化加热炉、3 第一石英管、4 样品、5 托盘、6 催化剂、7 第二石英管、8 第一温控仪、9 第一热电偶、10 催化加热炉、11 第二温控仪、12 第二热电偶、13 冷凝管入水口、14 冷凝管出水口、15 冷凝管、16 水分收集瓶、17 洗气瓶、18 洗气瓶、19 洗气瓶。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

一种土壤中氚的氧化催化装置，它主要由氧化加热炉2、催化加热炉10、石英管、温控仪、样品托盘、热电偶、洗气瓶、冷凝管15组成；根据氧化温度和催化温度的不同，分别用两个石英管，即石英管分为第一石英管3和第二石英管7，第一石英管3放置样品4，第二石英管7放置催化剂6。第一石英管3置于氧化加热炉2内，并和氧气的入口连接，第二石英管7置于催化加热炉10内；其中第一热电偶9安装在第一石英管3的外壁上，第一热电偶9与第一温控仪8连接，用于监测控制氧化加热炉2的温度，第二热电偶12安装在第二石英管7的外壁上，第二热电偶12与第二温控仪11连接，用于监测控制催化加热炉10的温度；

样品托盘由多层托盘5固定在样品托盘支架1组成，托盘5采用层层叠放的方式。样品托盘支架1固定在第一石英管3内，催化剂6置于第二石英管7内；第一石英管3、第二石英管7、水分收集瓶16、洗气瓶之间依次通过管道连通，冷凝管15置于第二石英管7与水分收集瓶16之间的管道上。洗气瓶由3个洗气瓶17、18、19依次通过管道连接组成。

进行操作时，将土壤样品4放到样品托盘5中（每个托盘5放置10克，一共20个托盘5），然后将托盘5叠放到样品托盘支架1上，将样品托盘支架1放进氧化加热炉2中的第一石英管3内。将Pt催化剂6放入催化加热炉10中的第二石英管7内。将冷凝管15的冷凝管入水口13和冷却循环水的出口连接，冷凝管出水口14和冷却循环水的入口连接。分别在洗气瓶17、洗气瓶18、洗气瓶19中加入100毫升无氚水。依次连接好冷凝管15、水分收集瓶16、洗气瓶17、洗气瓶18、洗气瓶19。将第一温控仪8的氧化温度设置为450℃（温度通过第一热电偶9感应）。将第二温控仪11的催化温度设置为700℃（温度通过第二热电偶12感应）。向氧化加热炉2通入氧气（流速为200ml/min），当氧化温度和催化温度达到设定值时，继续通氧气60分钟后停止加热、停止通氧气。取出水分收集瓶16中的水样，经过蒸馏处理后制备成液体闪烁计数的测量样品。合并洗气瓶17、洗气瓶18、洗气瓶19中的水分，制备成液体闪烁计数的测量样品。