空气中HT取样方法的初步研究

一、前言氖是核动力堆与后处理厂气态流出物中对广大居民公众产生照射的重要放射性核素之一。氚在环境大气中主要以氚化水蒸气的形态 HTO 存在,也可能以气态 HT,T_2及氚化碳氢化合物的形态存在。由于不同化学形态的氘在大气中的转移以及在生物体内代谢同化过程的差别,对气态流出物及环境中不同化学形态的氚进行监测是必要的。根据目前对核工厂气态流出物中排放的放射性气体的了解,一般认为对于压水堆,沸水堆和重水堆核动力厂,氚监测系统的设计应能区分水蒸气 HTO 和气体 HT,T_2。对 HTO 的取样,鼓泡法,干燥剂吸附以及冷冻方法都是有效的。对于能够     

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。     

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。     

多管干燥器的性能及其在甄别式氚监测仪上的应用

从辐射防护的观点考虑,由于气态氚(HT)和氚化水蒸气(HTO)具有不同的辐射危害,在裂变堆、氚处理设施和聚变堆实验装置的现场防护中,应对不同形态的气载氚浓度分别进行测定。近十年来国外广泛使用了选择性渗透膜技术,将HTO从HT和其它放射性气体中分离出来,实现对不同形态氚的实时连续监测。本文主要介绍一种多管干燥器分离水蒸汽的特性及其在甄别式氚监测仪上的应用。     

用热解吸法研究锂陶瓷中氚扩散行为

采用热解吸法研究了氚在锂陶瓷γ -LiAlO2 中的扩散行为。根据不同线性升温速率下的氚释放曲线 ,分别测出了以HTO形式释放的氚和以HT形式释放的氚的表观扩散活化能分别为(2 53± 50 )kJ·mol-1和 (12 7± 5)kJ·mol-1     

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。     

HTR-10一回路冷却剂中氚活度的测量

详细介绍了测量10 MW高温气冷试验堆一回路冷却剂中氚活度的方法。设计适用于HTR-10特点的氚收集装置,先后两次收集冷却剂中的氚,制成液样进而用液闪法进行测量,并根据试验结果推算HTR-10一回路冷却剂中氚的总活度。针对两次试验结果进行分析并与理论计算值相比较,验证了理论计算的正确性并由此进一步证明高温气冷堆的燃料包覆颗粒对放射性产物的阻挡作用完好,反应堆对环境的氚释放完全在设计要求范围内,符合相应的国家标准。     

氚水对小鼠精子形态的影响

氚的排放是核动力工业影响环境的主要因素之一。一个核电站规模每月要排放百居里级氚,核燃料后处理厂气态排放的核素中,氚居第二位。曾有人估计,核电站如果照目前的速度增长,到公元2000年世界上核电站能量将达到1030兆千瓦,氚的产量可达到15兆居里/年。氚的主要排放形式是氚化水(HTO 简称氚水),释放于自然界的氚水渗于自然界水的循环,可被一切生物体所摄取,人体通过消化道、呼吸道、皮肤及粘膜摄取氚,特     

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。     

退役氚污染不锈钢材料中氚污染深度和化学组成

明确待退役氚污染不锈钢材料中氚污染深度和化学组成,对制定和选择经济有效的退役处理工艺或方法具有重要意义。分层化学蚀刻法是研究氚污染不锈钢材料中氚深度分布及存在形态的主要方法之一。研究过程中,从待退役氚工艺线上取氚污染的不锈钢材料,制成实验试样后,采用常温化学分层蚀刻方法对试样中的氚污染深度和氚的化学组成进行实验研究。结果表明,氚聚集在不锈钢表面层0～4μm范围内,主要以HTO和HT形式,其中HTO占90%以上,且随着表层深度的增加,HT含量占比逐渐增大,直至与HTO含量接近。     

HC系列空气中氚取样器

环境放射性气体监测中,氚是一个重要的对象。环境空气中的氚主要以氚化水蒸气HTO存在,少量以气体HT、氚化甲烷CH3T的形式存在。空气中氚的取样方法主要有鼓泡法、干燥法和冷冻法等。《大气中HTO和HT的取样测定方法》推荐:常规条件下,大气中HTO和HT的取样应采用不计湿度法。HC系列空气中氚取样器,由中国辐射防护研究院环境科学研究所研制,适用于环境本底调查、核设施工艺管道、核电站外环境、反应堆厂房、氚废物处理等取样环境和工作场所。设计中充分考虑了氚浓度高低和化学形态、空气湿度、采样周期、是否需要移动、现场是否有电源或野外工作等具体情况,使得采样过程更有针对性,操控更加人性化。研制过程中,从外观到结构不断完善。HC系列取样器主要由粒子过滤器、转子流量计、气体累积流量计、取样介质、空气采样器和时间继电器组成。HC系列取样器采用单元电路控制,包括瞬时、累计流量记录,采样时间预置,温度自动控制等,配合打印机记录流量、温度等过程参数指标。能够连续自动完成采样,取样结束后,取样器自动停止。独立的催化氧化床单元可以与HC系列氚取样器组合,实现空气中的全氚(HTO、HT、有机氚)的取样分析。催化氧化床填充贵金属催化剂,在常温下...     

核电厂氚的产生和排放分析

研究核电厂中氚在堆芯和主冷却剂中的产生方式,以及进入环境的途径、形态和排放量,是核电厂辐射环境影响评价非常重要的内容之一。本文通过分析压水堆核电厂中的主冷却剂系统、辅助系统、三废系统和厂房通风系统的运行模式,结合国际上的运行经验参数,研究主冷却剂中的氚排放进入环境大气的途径和形态。研究结果表明:理论计算分析结果与电厂运行经验数据相吻合,氚主要通过燃料棒中的三元裂变,可燃毒物棒中硼的活化以及主冷却剂中硼、锂和氘流经堆芯时的活化产生,主要以液态氚水形式排放,影响气液两相分配份额的主要因素取决于主冷却剂向反应堆厂房和辅助厂房的泄漏率。     

氚水照射大鼠的某些生物效应

在自然界中存在着一定量的氚,它是由宇宙射线与上层大气中的氮相互作用产生的。此外核工厂、核武器爆炸核和核燃料处理过程中也产生大量的氚。这些氚均释放入自然环境中,因此,氚是污染环境的一种放射性核素。环境中的氘主要以氚水(HTO)的形式存在。氚水在机体内是均匀分布在体水中的,并产生全身照射。在体水中的氚除了与生物组织中的氢原子相互置换外,更重要的是与细胞有丝分裂时期的DNA相结合,会对细胞核产生特有的照射作用,因而细胞核是最敏感的部位。由于核工业的迅速     

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。     

压水堆核电站氚的辐射风险分析

氚是压水堆核电站常见的一种放射性核素,主要以HTO(氚化水)的形式存在。在正常运行情况下,对工作人员产生的辐射危害主要是存在于空气中的HTO被吸入人体后产生的内照射。由于HTO与水的物理化学性质完全相同,其进入空气的主要途径是随水的蒸发,由于核电站开放性系统很少,氚的辐射风险主要在乏燃料水池和换料大修的反应堆水池周围。在一定条件下,它能够产生的最大辐射风险——即空气中的最大浓度是在该条件下水-汽相的氚达到平衡后空气中的浓度。该文通过物理化学的方法分析了水中氚的浓度、水温及空气中氚的平衡浓度的关系,并得到了三者之间的理论关系式。空气中氚的平衡浓度随水温和水中氚的浓度的升高而升高。分析表明,当水温为30℃时,只有当水中的氚的浓度高达28GBq/m~3时,达到平衡后空气中氚的浓度才接近1DAC(导出空气浓度)的水平。而由于厂房通风系统的运行,进风中湿度的存在,空气中氚的实际浓度要远低于其平衡浓度。加上压水堆核电站开放性系统水中氚的浓度一般不高,因而氚可能产生的辐射风险水平是有限的。大亚湾核电站在1997年的大修中对空气中氚的浓度及工作人员尿氚的实际监测结果也支持这一论断。基于这一分析,文章对氚的辐射风险防护提出了建议。     

元素状态氚常温取样方法的研究

本文对元素状态氚(HT)的常温取样方法进行了研究。给出计算空气中元素状态氚浓度的公式。用本文提供的办法,在常温下可实现空气中氧化物状态氚(HTO)和元素状态氚的分别收集。     

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。     

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。     

含氚重水脱氚方法

CANDU6核电站慢化剂重水中的氚浓度随反应堆运行而增加,含氚重水以气态或者液态向反应堆厂房及环境中泄漏,将造成运行人员辐射剂量及环境污染。如何有效将慢化剂重水中的氚脱除受到国际上广泛的关注。本文调研国内外重水脱氚技术,对各种现有脱氚技术进行了系统的比较与分析,总结了各工艺的优缺点及经济性。