[发明专利]一种β+放射性气溶胶探测装置

说明书

本发明属于核辐射防护技术领域，提供一种β+放射性气溶胶探测装置，包括进、出气口，外层壳体上半部分，探头壳体上半部分，内层壳体上半部分，走纸装置，2套NaI探头，外层壳体下半部分，内层壳体下半部分；所述外层壳体上半部分和外层壳体下半部分共同组成外层壳体，所述内层壳体上半部分和内层壳体下半部分共同组成内层壳体，所述走纸装置、内层壳体、气路部件位于外层壳体内，2个探头壳体上半部分与外层壳体下半部分连接形成左、右空腔，2套NaI探头分别置于左、右空腔内，内层壳体位于两套NaI探头中间的位置，走纸装置的滤纸带穿过内层壳体。本发明在实现β+气溶胶连续、自动测量的同时，也保证了气溶胶测量的流气稳定性和设备的易拆卸性。

技术领域

本发明属于核辐射防护技术领域，具体涉及一种β+放射性气溶胶探测装置。

背景技术

β+放射性气溶胶监测是当前反应堆压力边界泄漏监测的新需求。F-18主要由¹⁸O（p,n）¹⁹F, ¹⁹F（n,2n）¹⁸F反应产生，半衰期110分钟，是存在于一回路中的水中子活化产物。由于寿命较短无积累效应，其在一回路中的比活度仅由反应堆功率决定。一回路发生泄漏后，部分F-18以气溶胶形式扩散到泄漏点周围的空气中。通过测量反应堆周围空气中F-18气溶胶的放射性活度浓度及变化，可以定量测量泄漏率值并给出泄漏随时间的变化情况。F-18是β+衰变核素，使用特性方式测量可排除其他核素干扰。F-18半衰期相对较长，通过使用滤纸滞留收集气溶胶，F-18气溶胶监测仪能够发现低水平的泄漏。

F-18等β+衰变核素衰变时放出一个正电子。正电子穿透能力较弱，在物质中损失完携带的动能后与物质中的电子发生湮灭，再放出两个飞行方向相反的能量为511keV的湮灭光子（湮灭γ射线）。对β+放射性核素的测量方式包括总β活度测量、单探头测量γ能谱方案、多探头符合测量湮灭γ射线几种。其中总β活度测量方案一般使用大面积薄塑料闪烁体测量滤纸上的总β活度，单探头测量γ能谱方案一般使用一个NaI探头测量湮灭辐射放出的511keVγ射线。这两种测量方案已在核电领域被使用，但因易受核电站环境中其它放射性核素的干扰，难以获得低探测下限和高测量准确度。

目前，使用塑料闪烁体的气溶胶探测器因塑料闪烁体没有能量分辨能力，无法将滤纸上的β+放射性核素放出的正电子与核电厂环境中其他放射性气溶胶核素放出的α、β粒子区分，无法对滤纸上的β+放射性核素进行定量测量，只能进行阈值报警，且容易受其他放射性核素干扰发生误报警。同时为降低外部环境中γ放射性的干扰，这类探测装置需要配备厚铅屏蔽，导致设备体积、重量大，维护困难。

使用单个NaI探头或其他γ闪烁体探头的气溶胶探测器对滤纸上的β+放射性核素放出的511keV的γ光子的测量受到核电厂环境中其他放射性气溶胶核素放出的γ射线的干扰，无法对低水平的β+放射性进行测量，测量时间长，且容易受其他放射性核素干扰发生误报警。

发明内容

本发明为克服已有的水冷反应堆β+放射性气溶胶监测手段的不足之处，提供一种β+放射性气溶胶探测装置，使用连续移动滤纸带收集β+放射性气溶胶，使用多探头符合测量滤纸上核素β+衰变后的湮灭γ射线，可用于对反应堆周边空气中的F-18等β+放射性气溶胶进行连续测量，实现对反应堆一回路压力边界泄漏的监测。