一种放射性核素生产线上Sr-90浓度监测方法与流程

本发明属于辐射监测领域，具体涉及一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法。

背景技术：

1、随着核电反应堆运行，放射性乏燃料的量在不断增加，为了从乏燃料中提取sr-90等放射性核素，需要建设放射性核素生产线。在sr-90生产线上，管道内原料液主要含有钙、锶、少量镧系、少量钡及少量铯，其流出顺序为铯、钙、锶、钡、镧。原料液经过离子交换柱并淋洗后，离子依次从离子交换柱被洗脱。

2、在离子交换柱后面需要安装一组探测器，用于监测β辐射和γ辐射剂量情况，根据剂量率数值变化，判断管道内原料液中是否出现大量的sr-90，当监测到没有或少量sr-90时，管道内原料液流入废液罐，当监测到大量sr-90时，管道内原料液流入离子收集管道。

3、在监测系统探测器结构设计时，安装的探测器需要对管道液体中β辐射和γ辐射同时进行监测。其中放射性溶液中铯发射662kevγ射线和512kevβ射线，sr-90发射546kev的β射线，整个工艺生产过程中，都会有一定的铯存在，管道内铯辐射对sr-90浓度监测造成干扰，降低液体中sr-90浓度监测精度。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，基于剂量率测量以监测放射性核素生产上sr-90浓度值，根据辐射剂量率数值变化情况，判断生产工艺状态机sr-90产生时刻和浓度变化过程，能够排除管道内铯辐射的干扰，准确判断出液体中sr-90浓度增大的时刻。

2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，所述方法基于一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测系统，所述系统包括两个同样的a探测器、b探测器以及处理显示单元，两个探测器对称设置在放射性溶液流经的管道两侧，a探测器和b探测器与处理显示单元进行通信，在a探测器安装位置处，管道相应位置开设与a探测器窗形状和大小相匹配的透光孔，所述方法包括以下步骤：

4、s1、用a探测器对管道中的放射性溶液进行探测，得到放射性溶液中发射的β、γ射线共同对a探测器的贡献m1；

5、s2、用b探测器对管道中的放射性溶液进行探测，得到放射性溶液中发射的γ射线对b探测器的贡献m2；

6、s3、根据a探测器的贡献m1以及b探测器的贡献m2确定sr-90开始产生时刻。

7、进一步，步骤s3包括以下子步骤：

8、s31、将b探测器的贡献m2乘以b探测器对cs-137发射的γ射线的校准因子nγ，以得到被测溶液发射的γ射线对的贡献

9、s32、用a探测器的贡献m1减去b探测器的贡献m2，得到β射线对探测器的贡献m3；

10、s33、用m3乘以a探测器对sr-90的β射线的校准因子nβ，以得到β射线对的贡献

11、s34、处理显示单元根据和的变化情况确定sr-90开始产生时刻。

12、进一步，步骤s33中a探测器对sr-90的β射线的校准因子nβ取a探测器在85kr标准辐射场中的校准因子。

13、进一步，步骤s34中处理显示单元以变化曲线图的形式分别显示和的变化情况。

14、进一步，步骤s34中当维持在较低的剂量率且变化不大，并且的数值会随着溶液中sr-90浓度增加大幅增大，即确定sr-90开始产生。

15、进一步，b探测器设置于放射性溶液流经的管道外侧。

16、进一步，a探测器四周包裹一层聚四氟乙烯材料。

17、进一步，a探测器的探测窗前的聚四氟乙烯材料厚度小于0.5mm。

18、进一步，a探测器和b探测器对γ射线的响应一致。

19、进一步，a探测器和b探测器外各设置一密封外壳。

20、本发明的有益技术效果在于：采用包含双探测器的监测系统，对生产线上β辐射贡献进行测量，根据辐射剂量率数值变化，判断生产工艺状态机sr-90产生时刻和浓度变化过程。

技术特征：

1.一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，所述方法基于一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测系统，所述系统包括两个同样的a探测器、b探测器以及处理显示单元，两个探测器对称设置在放射性溶液流经的管道两侧，a探测器和b探测器与处理显示单元进行通信，在a探测器安装位置处，管道相应位置开设与a探测器窗形状和大小相匹配的透光孔，所述方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于，步骤s3包括以下子步骤：

3.如权利要求2所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：步骤s33中a探测器对sr-90的β射线的校准因子nβ取a探测器在85kr标准辐射场中的校准因子。

4.如权利要求2所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：步骤s34中处理显示单元以变化曲线图的形式分别显示和的变化情况。

5.如权利要求2所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：步骤s34中当维持在较低的剂量率且变化不大，并且的数值会随着溶液中sr-90浓度增加大幅增大，即确定sr-90开始产生。

6.如权利要求1所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：b探测器设置于放射性溶液流经的管道外侧。

7.如权利要求1所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：a探测器四周包裹一层聚四氟乙烯材料。

8.如权利要求7所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：a探测器的探测窗前的聚四氟乙烯材料厚度小于0.5mm。

9.如权利要求1所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：a探测器和b探测器对γ射线的响应一致。

10.如权利要求1所述的一种放射性核素生产线上sr-90浓度监测方法，其特征在于：a探测器和b探测器外各设置一密封外壳。

技术总结
本发明涉及一种放射性核素生产线上Sr?90浓度监测方法，基于两个同样的探测器A、B以及处理显示单元，两个探测器A、B对称设置在放射性溶液流经的管道两侧，探测器A和探测器B与处理显示单元进行通信，在A探测器安装位置处，管道相应位置开设与A探测器窗形状和大小相匹配的透光孔，通过用A探测器对管道中的放射性溶液进行探测，得到A探测器的贡献M<subgt;1</subgt;；用B探测器对管道中的放射性溶液进行探测，得到B探测器的贡献M<subgt;2</subgt;；根据M<subgt;1</subgt;以及M<subgt;2</subgt;确定Sr?90开始产生时刻，本发明中公开的方法，根据辐射剂量率数值变化情况，判断Sr?90产生时刻和浓度变化过程，能够排除管道内铯辐射的干扰，准确判断出液体中Sr?90浓度增大的时刻。

技术研发人员：韦应靖,崔伟,张婷婷,王雨青,刘立业,李胤,陈双强,方登富,王桢,黄政林
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>中国辐射防护研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29