核设施周围大气中多形态氚的测量

大气中氚主要以氚化水(HTO)、氚化氢(HT)以及氚化甲烷(CH_3T)的形态存在,其危害与其化学形态相关。为了准确评价核设施周围大气中不同化学形态的氚水平,基于高温催化氧化和低温冷阱捕集的原理,建立了一套适用于核设施周围大气中多形态氚的取样及测量方法,并对秦山核电站周围大气中不同形态氚进行了初步测量。该方法中催化剂在大气环境下对HT和CH_3T的催化氧化效率≥99%,冷阱对水样的收集效率≥95%,具备了同时采集和测量HTO、HT和CH_3T的功能。基于秦山核电站周围大气中氚的初步测量结果发现:秦山核电站周围大气中存在HTO、CH_3T和HT三种形态的氚,且HTOCH_3THT,CH_3T和HT浓度与环境本底水平相当,由此表明,建立的取样和测量方法有较高的灵敏度,可以用于核设施周边大气中环境水平氚的采样测量。     

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。     

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。     

松针中组织自由水氚的测量

本文用生物样品与有机溶剂共沸蒸馏分离法对秦山核电厂附近秦山上松针中组织自由水氚进行测量。选择甲苯为共沸蒸馏溶剂。松针与甲苯共沸蒸馏,组织自由水回收率达90%。结果表明,松针中组织自由水氚浓度为1.8 Bq/L,与同期大气中氚化水蒸气(HTO)的浓度在同一水平。     

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。     

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。     

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。     

烟囱排出流HTO—HT连续取样系统

本文介绍作者在美国河贡国立实验室工作期间,对该实验室材料科学部α-γ热室(AGHCF)的烟囱排出氚监测系统进行了改造,建立了HTO-HT连续取样监测装置。该装置能区分HTO和HT两种形态的氚,在取样体积流量为0.3L/ni,取样时间为一周(168h)时,系统对HTO的收集效率高于97％,对HT的氧化效率高于95％。     

秦山核电基地氚排放所致周围公众内照射剂量评价

统计了2014—2016年秦山核电基地周围居民点环境介质中的氚活度浓度监测结果,基于统计的环境监测数据评价了秦山核电基地近几年氚排放所致周围公众的辐射剂量。评价结果显示近几年秦山核电基地氚排放所致西北西方位2.4 km处的秦联居民组婴儿、幼儿、少年和成人4个年龄组公众的年平均有效剂量分别为0.59、1.35、1.18和0.92 μSv/a,远小于《核动力厂环境辐射防护规定》(GB 6249—2011)中规定的核动力堆释放的放射性物质对公众造成的有效剂量0.25 mSv/a的管理目标值。可见,秦山核电基地氚排放稳定、受控,对公众造成的辐射剂量很小,对环境和公众的影响可接受。     

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。     

大气氚释放剂量评价模式验证北大核心CSCD

基于秦山核电厂2014—2016年气载流出物氚的排放数据,采用联合国原子辐射影响科学委员会(UNSCEAR)推荐的比活度模型评价了秦山核电基地氚所致公众辐射剂量。并与同期秦山核电基地周围环境氚监测数据评价公众辐射剂量结果进行比较。基于流出物排放的评价结果与基于环境监测数据的评价结果相差不大,在同一水平。推荐在进行气载氚所致公众辐射剂量评价时采用该比活度模型。     

秦山核电基地外围环境大气3H、14C水平监测

自1992年,浙江省辐射环境监测站对秦山核电基地外围环境辐射水平进行了连续的监督性监测。1993~2005年,基地外围环境大气中3H浓度和以CO2形态释放的14C含量监测结果表明:与基地运行前本底水平及杭州市区对照点比较,夏家湾和杨柳村监测点大气3H浓度有逐步升高趋势;随着2002年12月并网机组的再次增加,在2003~2005年,夏家湾监测点大气3H浓度年平均值分别为129、201和348mBq/m3,分别为1993~2002年总平均值(34.8 mBq/m3)的3.7、5.8和10倍;夏家湾和杨柳村大气中以CO2形态释放的14C含量与杭州市对照点处相同水平。     

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。     

秦山核电基地的氚排放致公众内照剂量估算

结合秦山核电基地外围当地居民的饮食习惯等,对空气、饮用水以及食物摄入等途径进行氚的内照射剂量估算。通过与2002年秦山一期核电项目试运行以及2013年方家山核电项目运行阶段的环境影响评价结果相比较,发现2002年的评价基于保守偏大的源项导致估算结果偏大;而本文的估算结果和2013年的评价结果相当接近。此外,针对氚的两种不同形态,即HTO和OBT分别进行计算并比较发现:生物介质中HTO和OBT对氚致内照射的剂量贡献取决于介质的含水率;核电站以HTO形式排放的氚对内照射剂量贡献最大;OBT的内照射剂量贡献不容忽视,在食物摄入氚致内照射剂量中约占50%左右。     

氚化水蒸汽短期释放后野生植物中氚的分布

为探究西北地区典型野生植物体内氚的分布情况，在密闭环境舱和阳光人工气候室内开展氚化水（HTO）蒸汽短期释放后3种代表性野生植物（梭梭、多枝柽柳和骆驼刺）体内氚的累积行为实验研究。结果表明，HTO短期释放后氚在植物体内的分布随植物种类和器官的不同而不同。相同实验条件下，骆驼刺地上部分组织自由水氚（TFWT）和有机结合氚（OBT）的活度浓度最高。对于同一植物种类而言，不同器官的TFWT、OBT活度浓度由大到小依次为：叶>茎>根。3种试验植物不同部位TFWT活度浓度随着植物的生长均呈降低趋势，其中叶片TFWT活度浓度的降低尤为显著。3种试验植物叶片OBT活度浓度随着植物的生长均呈显著降低趋势，其降幅由大变小；而茎部OBT的活度浓度则先增大后减小。     

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     

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...     

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。     

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。