本技術(shù)涉及水中鈾活度濃度測量，特別涉及一種水中鈾現(xiàn)場測量裝置。

背景技術(shù)：

1、我國對于水中鈾含量的分析研究起步較早，七十年代末八十年代初即開展了大量研究工作，1989年國家環(huán)境保護(hù)總局集中頒布了一系列標(biāo)準(zhǔn)并延續(xù)至今，對水中鈾放射性核素的分析方法、分析流程及測量范圍進(jìn)行了規(guī)范。水中微量鈾的標(biāo)準(zhǔn)分析方法主要包括非放射性的液體激光熒光法和分光光度法。除此之外，常用的非放射性分析方法包括容量分析法、同位素稀釋質(zhì)譜法(id-ms)、電感耦合等離子光譜(icp-ms)和同位素稀釋電感耦合等離子體質(zhì)譜(id-icp-ms)等。放射性方法有α能譜法、γ能譜法、液閃計數(shù)法。除液體激光熒光法可直接測定鈾含量外，其他各類分析方法測定前均需對樣品進(jìn)行預(yù)處理(分離和富集等)。

2、雖然在保持或減低現(xiàn)有檢出限的前提下，我國放化分析各個環(huán)節(jié)的自動化、微型化得到了極大的發(fā)展，簡化了分析過程，大大縮短了分析時間，但這些提升僅局限于實(shí)驗(yàn)室分析，未見有應(yīng)用于現(xiàn)場快速測量的相關(guān)報道。因此，單純提高實(shí)驗(yàn)室分析速度，縮短實(shí)驗(yàn)室分析流程，不能從根本上滿足所有常規(guī)監(jiān)測的需要。在異常情況特別是事故情況下，無法現(xiàn)場(就地)快速獲取水中關(guān)鍵核素的活度濃度，嚴(yán)重影響應(yīng)急工作人員輻射防護(hù)的及時性、針對性和有效性。建立一種可以在現(xiàn)場方便進(jìn)行水中鈾含量快速測量的方法勢在必行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的主要目的是提供一種水中鈾現(xiàn)場測量裝置，它能夠有效簡化傳統(tǒng)取樣監(jiān)測過程中的樣品采集、人工轉(zhuǎn)運(yùn)、樣品前處理、制源、測量等多個環(huán)節(jié)，解決了取樣監(jiān)測程序繁瑣，過程周期長，測量結(jié)果時效性不強(qiáng)的問題。在異常情況特別是事故情況下，能夠現(xiàn)場(就地)快速辨明水中關(guān)鍵核素的活度濃度，提高了應(yīng)急工作人員輻射防護(hù)的及時性、針對性和有效性。

2、本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種水中鈾現(xiàn)場測量裝置，包括流動采樣單元、探測單元、信號采集與處理單元、顯示單元和電源模塊。所述電源模塊為流動采樣單元、探測單元、信號采集與處理單元和顯示單元供電，所述流動采樣單元與探測單元連接，所述探測單元與信號采集與處理單元連接，所述信號采集與處理單元與顯示單元連接。

3、所述流動采樣單元包括電磁閥、蠕動泵、三通閥門以及連接管路、密封件，三通閥門的兩個端口連接管路形成兩個進(jìn)樣口，中間端口連接管路形成出樣口，形成進(jìn)樣口的連接管路中部各有一個電磁閥，兩個進(jìn)樣口和出樣口之間的空隙各有一個蠕動泵。

4、所述流動采樣單元外部通過外殼包裹，外殼上部有三個流量調(diào)節(jié)按鈕，分別調(diào)節(jié)兩個進(jìn)樣口和一個出樣口的流量，出樣口上部設(shè)置有密封件。

5、所述電磁閥采用直動式電磁閥，閥體采用黃銅材質(zhì)；蠕動泵采用的調(diào)速型蠕動泵，型號為bt01-dg-2，其中泵頭型號為dg-2，驅(qū)動器型號為bt01，流量調(diào)節(jié)范圍為0.02-20ml/min。

6、所述探測單元包括富集閃爍傳感器，富集閃爍傳感器兩端連接光電倍增管。

7、所述信號采集與處理單元包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、fpga信號處理模塊、信號傳輸模塊；

8、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路接收電流信號后，傳輸至測量室正/負(fù)極性選擇電路，經(jīng)極零相消、衰減控制、增益控制、基線調(diào)整和模數(shù)轉(zhuǎn)換后轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸至fpga信號處理模塊，fpga信號處理模塊包括核脈沖信號處理部分和嵌入式系統(tǒng)，核脈沖信號處理部分完成adc數(shù)據(jù)獲取、基線恢復(fù)、快脈沖成形、梯形成形、幅度譜合成，將幅度譜數(shù)據(jù)或者adc數(shù)據(jù)送給嵌入式系統(tǒng)，嵌入式系統(tǒng)為測量系統(tǒng)的cpu，完成接口控制、與顯示單元或者pc客戶對進(jìn)行數(shù)據(jù)交互、與信號處理模塊數(shù)據(jù)交互和模擬電路控制；信號傳輸模塊對測量室輸入的輻射信號進(jìn)行處理后，通過有線或者無線的方式上傳至顯示單元或者上位機(jī)進(jìn)行顯示。

9、本實(shí)用新型的有益效果在于：該裝置方便攜帶、耗電量低，可用于廢水現(xiàn)場鈾含量快速測量；該裝置無需進(jìn)行樣品預(yù)處理，可實(shí)現(xiàn)樣品的現(xiàn)場、快速測量；該裝置采用流動注射分析技術(shù)，控制樣品的自動泵入、樣品的流速和體積；該裝置突破了水中短射程α粒子現(xiàn)場測量技術(shù)，通過建立富集閃爍傳感器放射性核素鈾含量與水中放射性核素含量的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了放射性廢水鈾含量現(xiàn)場快速測量。

技術(shù)特征：

1.一種水中鈾現(xiàn)場測量裝置，其特征在于：包括流動采樣單元、探測單元、信號采集與處理單元、顯示單元和電源模塊，所述電源模塊為流動采樣單元、探測單元、信號采集與處理單元和顯示單元供電，所述流動采樣單元與探測單元連接，所述探測單元與信號采集與處理單元連接，所述信號采集與處理單元與顯示單元連接；

2.如權(quán)利要求1所述的一種水中鈾現(xiàn)場測量裝置，其特征在于：所述流動采樣單元外部通過外殼包裹，外殼上部有三個流量調(diào)節(jié)按鈕，分別調(diào)節(jié)兩個進(jìn)樣口和一個出樣口的流量，出樣口上部設(shè)置有密封件。

3.如權(quán)利要求1所述的一種水中鈾現(xiàn)場測量裝置，其特征在于：所述電磁閥采用直動式電磁閥，閥體采用黃銅材質(zhì)；蠕動泵采用的調(diào)速型蠕動泵，型號為bt01-dg-2，其中泵頭型號為dg-2，驅(qū)動器型號為bt01，流量調(diào)節(jié)范圍為0.02-20ml/min。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及水中鈾活度濃度測量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水中鈾現(xiàn)場測量裝置。包括流動采樣單元、探測單元、信號采集與處理單元、顯示單元和電源模塊。所述電源模塊為流動采樣單元、探測單元、信號采集與處理單元和顯示單元供電，所述流動采樣單元與探測單元連接，所述探測單元與信號采集與處理單元連接，所述信號采集與處理單元與顯示單元連接。有益效果在于：該裝置方便攜帶、耗電量低，可用于廢水現(xiàn)場鈾含量快速測量；該裝置無需進(jìn)行樣品預(yù)處理，可實(shí)現(xiàn)樣品的現(xiàn)場、快速測量；該裝置采用流動注射分析技術(shù)，控制樣品的自動泵入、樣品的流速和體積；該裝置突破了水中短射程α粒子現(xiàn)場測量技術(shù)，通過建立富集閃爍傳感器放射性核素鈾含量與水中放射性核素含量的映射關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了放射性廢水鈾含量現(xiàn)場快速測量。

技術(shù)研發(fā)人員：呂汶輝,楊永新,劉翠紅,陳迎鋒,程相勤,丁雄,張奎,劉偉華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國人民解放軍92609部隊
技術(shù)研發(fā)日：20240130
技術(shù)公布日：2025/5/8