氚化水蒸汽晚上和白天短期释放情况下花生中氚含量的研究

为研究氚化水(HTO)蒸汽晚上和白天短期释放情况下花生对HTO的吸收和有机氚(OBT)形成的差异,利用盆栽试验在花生开花下针期和结荚期分白天和晚上模拟HTO的短期释放,并在试验结束和收获时分别测量叶子和果实中组织自由水氚(TFWT)和OBT的含量。研究结果表明,花生叶子晚上对HTO的吸收小于白天。开花下针期晚上暴露试验结束时,叶子中TFWT和OBT的相对浓度分别是白天相应值的1/6和1/3;收获时叶子中的TFWT和OBT均小于暴露试验结束时的值。结荚期晚上暴露试验结束时,花生叶子和果实中TFWT和OBT的相对浓度分别是白天相应值的1/3、2/3和2/3、1.13倍,收获时果实中的TFWT大于暴露试验结束时的值,叶子中OBT的相对浓度为暴露试验结束时的1.7倍,果实中OBT相对浓度却减少为原来的1/4;而白天试验收获时叶子中OBT的相对浓度小于试验结束时的值,但果实中OBT的相对浓度大于暴露试验结束时的值。表明HTO在不同生育期白天和晚上释放情况下,花生叶子和果实中TFWT和OBT的变化趋势不同,所以在气态氚短期释放情况下预测植物中的OBT浓度时,应根据不同的释放时间选择相应的参数。     

核设施氚气态释放后植物中有机氚的研究进展

从核设施释放到大气中的氚主要以氚化水（HTO）和氚化氢（HT）两种形式存在,最终以HTO的形式进入植物体。植物体中的氚有两种化学形态：自由水氚（TFWT）和有机氚（OBT）,其中OBT又被细分为交换性OBT和非交换性OBT。与TFWT相比,OBT在植物体内有较长的滞留时间和较大的剂量转换因子,在氚的食入剂量中OBT占主要份额,因此有必要对植物中的OBT展开全面研究。本文就植物中OBT的定义、交换性OBT和非交换性OBT的确定、OBT的形成过程及其影响因子、OBT预测模型的研究进行综述,同时对今后植物中OBT应重点研究的内容进行了简单分析,以期为植物中OBT的研究提供一定的参考。为准确评价OBT造成的辐射剂量,今后对OBT的研究中应着重从测量、夜间形成机理和环境中的行为等方面进行。     

氚化水蒸气短期暴露后胡萝卜中氚的浓度

为了研究气态氚化水(HTO)事故释放后胡萝卜对HTO的吸收和有机结合氚(OBT)的形成,在4个不同的生长发育期把盆栽的胡萝卜暴露于氚化水蒸气1 h,并于试验结束和收获时分别测量胡萝卜地上部和地下部的组织自由水氚(TFWT)和有机结合氚(OBT)的含量。结果表明大部分情况下胡萝卜地上部分的TFWT浓度在一小时内就能与周围空气中HTO的浓度达到平衡。收获时地上部和地下部的相对TFWT浓度均低于试验结束时的值,收获时的值分别为试验结束时值的1/389~1/86和1/116~1/3,地下部减少的幅度小于地上部。试验在地上部和地下部的生长旺盛期进行,试验结束和收获时相应的这两部分OBT浓度也最高。收获时地上部和地下部OBT浓度小于试验结束时的值,但是肉质根膨大期时期进行试验,收获和试验结束时地上部和地下部相对OBT的浓度差异不大。收获时地下可食部分中OBT与TFWT的比值范围为2.79~20.73,在食入剂量评价中OBT的贡献要大于TFWT。     

秦山核电基地周围草地中不同形态氚的分布研究

氚是核设施运行过程中排放的放射性物质之一,植物和土壤是氚参与生态循环的组成部分。核设施周围植物和土壤中氚的分布可以用来判断核设施的短期和长期排放情况,本文测定了2015～2016年秦山核电站周围环境的草和表层土壤中的不同形态的氚活度。草中组织自由水氚(Tissue Free Water Tritium, TFWT)和表层土壤中的氚化水(HTO)在主风方向上离核设施越远其活度值越小。对比两年的采样结果,草中有机氚(Organically Bound Tritium, OBT)活度的总量大体相同,分布情况大体一致。表层土壤中的OBT分布与HTO和草中的OBT均不相同。表层土壤中OBT/HTO的比值明显高于草中的相应值,表明土壤中OBT与草中OBT的来源、形成过程、迁移转换等都有所差别。     

氚长期大气释放的剂量评价模型

描述了一改进的氚长期大气释放剂量评价模型,该模型是建立在氚化水(HTO)从空气向植物和动物产品中的HTO和有机氚(OBT)迁移的保守假设上,考虑了氚的两种不同形态。在计算植物产品中氚的浓度时分为叶类和非叶类产品,同时考虑了土壤中氚对不同种类植物氚浓度的贡献率;对动物产品中HTO浓度计算时,考虑了不同水源份额的平均权重以及动物产品的含水量,这些水源包括皮肤吸收、呼吸、饮用和食物。在剂量计算时除了考虑食入途径,还考虑呼吸和皮肤吸收对人的剂量贡献。通过与比活度模型和NEWTRI模型比较,表明该模型能更好地反映氚长期释放后通过食物链对人造成的剂量贡献。     

氚长期大气释放后小麦中氚浓度预测模型的比较研究

通常对于气态氚的长期释放,如植物中含水量多的情况下,可采用比活度模型估算植物中自由水中氚的浓度进而对食入剂量进行评价。然而对于籽粒作物来说有较低的含水量和较高的有机物质,浓度和剂量的计算必须把有机结合氚(OBT)考虑进去。本文以小麦为例对气态氚的长期释放情况下植物中氚浓度的几种计算方法及其所做的假设进行比较研究,对用不同的方法计算所得的小麦中氚的浓度和导致的食入剂量进行了对比。结果表明,采用比活度模型过高估算了小麦中氚的浓度但是过低估算了食入剂量,因为他们没有明确考虑OBT。在估算植物中氚的浓度时应同时考虑空气水分和土壤水分中氚对植物氚浓度的贡献;因为OBT的剂量转换因子是HTO的两倍多,在估算籽粒作物的食入剂量时应把HTO和OBT分开单独处理,这样估算出来的浓度和剂量才能更符合实际情况。     

气态氚排放后HTO和OBT在环境介质中的估算

本文介绍了长期大气释放下氚的剂量评价模型——比活度模型。该模型考虑了氚的两种形态HTO和OBT,对长期大气释放下氚在环境介质中的迁移行为,氚浓度的估算进行了描述。     

植物样品中有机氚测量方法的初步研究

为研究植物样品中有机氚（OBT）浓度相关测量的最佳方法,以秦山核电基地所采植物和人为氚污染的植物样品为研究对象,对去除交换性有机氚(E-OBT)所需的最合适浸泡水用量和浸泡时间及样品氧化燃烧和收集过程中氚的残留效应进行了研究。结果表明：用30倍于干物质质量的低氚水浸泡24 h,可有效去除植物样品中的E-OBT;用50 mL低氚水冲洗氧化燃烧炉1次,即可将残留在其中的氚冲洗干净;经3次大量低氚水冲洗后OBT水样收集瓶与石英舟中无氚残留。     

秦山核电基地大气多形态氚的分布

氚对环境和生命体的危害不仅与氚活度相关,而且与氚的化学形态有关,秦山核电基地作为中国最大的产氚地之一,本文对不同年份、不同季节秦山基地周围不同形态氚进行监测和测量分析,实验结果表明:秦山核电基地大气中存在三种形态的氚,氚化水(Tritiated water,HTO)平均浓度为78.24～8 324.16 mBq·m~(-3);氚化氢(Tritiated hydrogen,HT)和氚化甲烷(Tritiated methane,CH_3T)浓度范围分别为15.35～2 763.12 mBq·m~(-3)和5.68～163.96 mBq·m~(-3);大气中HTO浓度随着核电基地的运行逐年增加,随与重水堆距离的增加逐渐减小;HTO、HT浓度呈现明显的夏季高、冬季低的季节性分布特征;CH3T则没有较为明显的季节性分布规律。     

低温解析-液闪法检测植物中氚含量

为评价涉氚活动中氚对环境的影响,建立了低温解析—液闪法检测核设施周围植物样品中氚含量的分析方法。该方法将核设施周围植物样品中组织自由水氚(TFWT)在110~120℃解析出来,用液闪计数仪测量其氚含量。该分析方法比传统分析方法缩短约120 min,对植物样中TFWT的平均回收率优于76%,能够满足涉氚场所植物中TFWT的快速分析。     

CuO床氚气氧化效率测定

氚工艺中可用CuO床将氚气（HT）氧化成氚水（HTO），本实验测定了不同氧化床温度和载气流速条件下的氧化效率，以确定合适的氧化床操作工艺。     

我国部分地区食品氚的分布规律初探

调查了我国北京、兰州、上海和成都四个城市的食品氚浓度，其中食品的游离水氚（ＴＦＷＴ）和有机结合氚（ＯＢＴ）浓度的平均值分别为４．５６Ｂｑ·Ｌ＾－１和２９．５１Ｂｑ·Ｌ＾－１，食品ＯＢＴ与ＴＦＷＴ含量的比值（ＳＡＲ）为６．４７。食品ＯＢＴ浓度由北往南逐渐下降（Ｐ〈０．０５），与纬度呈高度线性关系。植物类食品的ＯＢＴ浓度较动物类食品高，且地面生长食品的ＯＢＴ浓度最高，灌溉类食品最低。     

空气中不同形态氚取样方法

空气中氚的存在形态主要是氚化水蒸气（HTO）、氚气（HT）和氚化甲烷（CH3T）。空气中的氚含量很低,测定通常采用累积取样和液闪谱仪测量相结合的方法。本文综述了空气中不同形态氚的取样方法的研究进展,对不同取样方法进行了比较分析,总结了不同取样方法存在的问题和不足,为空气中氚的取样方法研究提供参考。     

离线产氚实验中氚在线监测系统的研制

在增殖剂离线产氚实验中,如何准确实时测量回路中氚浓度和形态（HTO/HT）对于掌握产氚增殖剂氚释放行为,改进增殖剂的产氚性能非常重要。针对离线产氚回路中载气流量小、回路中气体量小以及载气为Ar等特点,基于流气式电离室原理研制了一套数字化氚浓度在线测量系统。该系统中电离室灵敏体积为50 mL,数字化仪表可自控获取、处理及显示回路中的氚浓度。测试结果表明,在Ar气氛下,在35 V左右,电离室即进入饱和区;该系统探测下限可达3.7×10 7 Bq/m 3,能满足离线产氚实验中氚在线监测的要求。     

氚废气的回收技术研究

采用了高温催化氧化法处理含氚废气。处理过程如下:在干燥氩气(含少量H2)的载带下,含氚废气通过高温催化氧化床转化为氚水,然后用蒸馏水或合适的干燥剂吸收。在400℃,氧化床穿透之前,Hopcalite氧化剂对H2的氧化效率接近100%;在500℃,Hopcalite氧化床对HT的氧化效率大于99%。实验测定了回收氚的分子筛在存放过程中,不同规格分子筛的氚释放系数以及存放条件与释放系数的关系。结果表明,3种分子筛在吸收氚水后的氚释放系数为(1.9～5.5)×10-6d-1·g-1。其中,4A钠型分子筛的氚释放系数最小,5A钙型分子筛的氚释放系数最大;3种分子筛在吸收氚水后释放的氚的化学形式绝大部分是氚化水(HTO),氚气(HT)含量不超过1.2%;含氚分子筛的贮存气氛对氚的再释放有一定影响,在纯氩气中氚释放系数比在含2%氢的氩气中的低。     

有机氚氧化燃烧制样装置的研制及应用

研制了有机氚(OBT)氧化燃烧制样装置,该装置主要由石英管、固定和移动式管式电炉及冷凝收集器3部分组成。1次可处理环境样品40～100 g,对有机氚的氧化燃烧效率高达97.4%,生成水的回收率达94.4%,氧化燃烧过程直观可视。利用该装置对四川某设施外环境采集的动植物样品中的有机氚进行了测定,其活度水平在0.16～2.71 Bq/kg之间,肉类有机氚活度较高,植物类较低。     

秦山核电基地外围环境氚水平分析

本文分析了自秦山三期两台70万千瓦重水堆机组运行以来秦山核电基地外围环境空气、水体、陆生和水生动植物食品中氚活度浓度的历年变化趋势。结果表明,自秦山三期重水核电机组相继投入运行后,在气载放射性流出物排放的主导方位,距核电基地8km范围内空气中氚活度浓度逐年升高,浅井水和湖塘水中的氚活度浓度也有逐年升高的趋势;陆生食物中组织自由水氚略有增高。随着与秦山三期的距离增加,空气中氚活度浓度呈明显下降趋势。秦山三期排放口的海水氚活度浓度高于附近海域,但在5～7km外的附近海域海水中氚活度浓度为本底水平,低于探测限值(1.3Bq/L)。秦山核电基地外围环境中氚水平虽然较本底水平升高,但是对周围居民的健康影响很小,经各种途径摄入的氚产生的年待积有效剂量仅占公众年剂量限值的1%左右。     

广东省环境水体中的氚活度浓度水平

2012—2013年对广东省全省范围内环境水体氚活度浓度水平进行了调查,并对调查结果进行了分析研究。结果表明:(1)空气水蒸气、江河水、水库水的氚活度浓度水平显著高于海水、地下水氚活度浓度水平(p＜0.01),空气水蒸气活度浓度水平明显高于雨水氚活度浓度水平(p＜0.05);(2)江河水、雨水的氚活度浓度水平与空气水蒸气的氚活度浓度水平相关(相关系数分别为0.655和0.637, p＜0.01),雨水中的氚也会对水库水、江河水氚活度产生影响(相关系数分别为0.444和0.440,p＜0.1);(3)本次调查结果基本与历史数据相符,目前广东省环境水中氚活度浓度水平在<0.081~0.69 Bq/L之间,已基本接近核爆前天然本底水平;(4)大亚湾/岭澳核电站附近环境水中氚的活度浓度水平比广东省其他地区高5~10倍左右。     

内陆核电厂排放氚的辐射环境影响评价

介绍了核电厂正常运行时以气态和液态形式排放的氚在环境中的迁移转化模型,提出内陆核电厂排放氚的辐射环境影响评价的方法,模型中考虑了氚的两种化学形态,即氚化水(HTO)和有机结合氚(OBT),同时计算了氚通过饮水、食入、吸入、皮肤吸收等途径对公众造成的辐射剂量。采用该模型估算了内陆核电厂液态排放氚在环境中的传输以及对公众受照剂量的贡献,基于IAEA TRS 472号报告提供的参数,在保守的大气弥散和水弥散条件下,内陆核电厂排放氚对公众造成的年辐射剂量为5.16μSv,其中核电厂液态排放氚对公众造成的辐射剂量约占四分之三,气态排放氚对公众造成的辐射剂量仅占四分之一。在氚的两种形态中,HTO是对公众造成辐射的主要化学形态,对公众造成的辐射剂量份额占80%以上。因此,在内陆核电厂排放氚的公众剂量评价时,应多关注液态氚排放途径。     

离子注入法制备超薄氚源

叙述了一种用于中微子静止质量测量的大面积高活度氚源的离子注入制备过程。氚注入在微晶玻璃基板上的碳膜中，由此获得窄条形（０．２ｍｍ宽）、大面积（４０×３０ｍｍ２）、高活度（约２０ＭＢｑ／ｃｍ２）、氚分布均匀（９５％）、氖注入厚度为２μｇ／ｃｍ２、氚的逃逸速度≤４×１０２Ｂｑ／ｈ的氚源。