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超宽浓度放射性参考气DT制备装置设计及性能研究

祝文辉 刘畅 岳维宏 吴展华 曲延涛

祝文辉,刘畅,岳维宏,等. 超宽浓度放射性参考气DT制备装置设计及性能研究[J]. 计量科学与技术,2022, 66(5): 3-7 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0664
引用本文: 祝文辉,刘畅,岳维宏,等. 超宽浓度放射性参考气DT制备装置设计及性能研究[J]. 计量科学与技术,2022, 66(5): 3-7 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0664
ZHU Wenhui, LIU Chang, YUE Weihong, WU Zhanhua, QU Yantao. Design and Performance Research of Preparation Device for Ultra-Wide Concentration Radioactive Reference Gas DT[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(5): 3-7. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0664
Citation: ZHU Wenhui, LIU Chang, YUE Weihong, WU Zhanhua, QU Yantao. Design and Performance Research of Preparation Device for Ultra-Wide Concentration Radioactive Reference Gas DT[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(5): 3-7. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0664

超宽浓度放射性参考气DT制备装置设计及性能研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0664
详细信息
    作者简介:

    祝文辉(1988-),中国原子能科学研究院工程师,研究方向:辐射剂量、核探测器研发、电场仿真模拟等,邮箱:zhuwenhui@ciae.ac.cn

Design and Performance Research of Preparation Device for Ultra-Wide Concentration Radioactive Reference Gas DT

  • 摘要: 为了满足流气式氚电离室测试和校准需求,须制备不同活度浓度的放射性参考气DT。借助秦山第三核电有限公司CANDU6堆中的含氚重水慢化剂和树脂净化系统,利用液体闪烁计数测量-电解法获得慢化剂活度浓度,质谱法分析电解气氢同位素丰度,并基于PVT指数稀释法,研制了超宽浓度放射性参考气DT制备装置。装置设计有催化-氧化-液体闪烁计数法验证单元,尾气收集-再利用处理单元,同时,样品制备时采用同位素浸润、内壁电镀等措施降低装置壁吸附-记忆效应。装置具有体积小、活度浓度范围宽、低浓度DT壁吸附-记忆效应小、交叉污染小、不确定度小等优点。制备的放射性参考气DT在标准状态下的活度浓度范围为4.0×104~1.0×1014 Bq/m3,放射性参考气DT可满足国内不同类型不同用途的流气式氚电离室测试、校准等需求。
  • 图  1  DT气源制备及取样图

    Figure  1.  Diagram of gas source preparation and sampling of DT

    图  2  DT配气单元效果图

    Figure  2.  Effect diagram of DT distribution unit

    图  3  DT验证流程图

    Figure  3.  DT verification flow chart

    图  4  DT均匀性实验数据

    Figure  4.  Experimental data of DT uniformity

    表  1  制备过程测量仪器

    Table  1.   Measuring devices in preparation process

    仪器名称液体闪烁计数器液体闪烁计数器HT取样器高分辨质谱仪流气式电离室
    品牌Perkin ElmerPerkin ElmerCIAENu InstrumentPA
    型号Quantulus 1220-003Tri-Carb 3180TRHTQY-01e-VolutionCionix-BL2
    关键
    参数
    k=1;u rel≤2%;
    本底计数率:7.5 min−1
    探测效率:61.9%
    k=1;u rel≤2%;
    本底计数率:5.3 min−1
    探测效率:61.0%
    收集效率:99.85%分辨率>5000;
    检测下限<10ppm;
    外精度<1%
    探测下限:40 Bq/L;
    静电计检测限:0.01 fA
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    表  2  制备过程计量器具

    Table  2.   Measuring instruments in preparation process

    器具定量罐稀释罐温度计真空计压力变送器流量计
    品牌//江苏开开莱宝光华Bronkhorst
    型号二等金属容器/100mL二等金属容器/20LHAKK-W1PS1GCTR 100NCEC3052F-201CV
    关键
    参数
    最大误差:±2.5×10−4最大误差:±2.5×10−4准确度:0.5%RD范围:0~133kPa;
    精度:0.2% RD
    范围:0~6.9MPa;
    精度:±0.1%RD
    流速:0~20 mL/min;
    精度:0.5%RD±0.1%FS
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    表  3  系统误差实验结果

    Table  3.   Experimental results of systematic error

    样品号制备值检测值相对偏差
    14.013.98−0.75%
    239.8739.54−0.83%
    3400.65398.43−0.55%
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