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核电厂排污系统中磁环、棒吸附对放射性探测的影响

2021-06-16 11:23:37

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永欣电子是集生产、经营、科研、技术开发及信息服务为一体的科技先导型企业磁环厂家,为高新技术企业,具有多年行业经验。主要生产抗干扰磁芯、磁环、抗干扰磁环、滤波磁芯、铁粉芯、扣式磁环、铁氧体磁环、RH磁环、T型磁环、磁棒、电感磁棒系列和电感系列,非晶磁环系列,滤波磁珠系列500余种规格的产品。

 实验方法

2.1 磁棒静置吸附试验

模拟样水在静止状态下磁棒对放射性核素

的吸附情况。( 1) 测量试样溶液放射性核素活

度浓度; ( 2) 量取试样溶液 100 ml 倒入 250 ml

烧杯中,插入磁棒后,静置 5 min 后测量该溶液

的核素活度浓度; ( 3) 通过比较磁棒吸附前后

样品中主要放射性核素活度浓度的变化,验证

磁棒吸附对这些核素的测量影响。

2.2 磁棒搅拌吸附试验

模拟样品在流动状态下磁棒对放射性核素

的吸附情况。( 1) 测量试样溶液放射性核素活

度浓度; ( 2) 量取试样溶液 100 ml 倒入 250 ml

烧杯中,插入磁棒后,搅拌 5 min 后测量该溶液

的核素活度浓度; ( 3) 通过比较磁棒搅拌吸附

前后样品中主要放射性核素活度浓度的变化,

验证磁棒吸附对这些核素的测量影响。

2.3 实验内容

根据核电厂在不同的运行工况下放射性活

度浓度会存在较大的变化,特征核素也会有所

差异,本实验包括核电厂正常功率运行、氧化运

行及假设蒸汽发生器传热管发生泄漏时三种工

况的样水试验。( 1) 氧化运行期间主冷却剂系

统样 品 溶 液 的 磁 棒 静 置 和 搅 拌 吸 附 试 验;

( 2) 功率运行期间主冷却剂样水的磁棒静置和

搅拌吸附试验。为避免短寿期核素的衰变对分

析结果的影响,样品采集放置 1 h 进行试验测

量。对于短寿期核素,分析结果应根据寿期时

间考虑一定的修正; ( 3) 假设蒸汽发生器传热

管发生泄漏时样水的磁棒静置和搅拌吸附试

验。采用氧化运行期间的主冷却剂样水与蒸发

器排污水按 1 ∶ 99 混合比例模拟。

3 结果与讨论

3.1 磁棒吸附对氧化运行样品放射性探测的

影响

磁棒吸附对氧化运行期间主冷却剂样品放

射性测量影响试验结果如表 1 和表 2 所示。

表 1 氧化运行期间样品溶液磁棒静置吸附试验结果

样品号 样品状态

静置

时间/min

110

Agm/

( Bq·L-1)

58

Co /

( Bq·L-1)

60

Co /

( Bq·L-1)

54

Mn /

( Bq·L-1)

124

Sb /

( Bq·L-1)

平行样 1

母液 0 159 000 109 000 27 000 9 000 48 000

静置吸附后 5 154 000 106 000 26 000 77 000 49 000

平行样 2

母液 0 165 000 113 000 28 000 84 000 50 000

静置吸附后 5 159 000 109 000 26 000 84 000 50 000

平行样 3

母液 0 156 000 104 000 27 000 99 000 45 000

静置吸附后 5 155 000 104 000 26 000 79 000 47 000

吸附效率( 1-吸附后 /吸附前×100%) 2.5% 2.1% 4.9% 11.5% <1.0%

表 2 氧化运行期间样品溶液磁棒搅拌吸附试验结果

样品号 样品状态

搅拌

时间/min

110

Agm/

( Bq·L-1)

58

Co /

( Bq·L-1)

60

Co /

( Bq·L-1)

54

Mn /

( Bq·L-1)

124

Sb /

( Bq·L-1)

平行样 1

母液 0 164 000 110 000 28 000 9 000 50 000

搅拌吸附后 5 156 000 109 000 27 000 8 400 50 000

平行样 2

母液 0 163 000 111 000 29 000 9 100 49 000

搅拌吸附后 5 154 000 108 000 25 000 7 800 50 000

812续表

样品号 样品状态

搅拌

时间/min

110

Agm/

( Bq·L-1)

58

Co /

( Bq·L-1)

60

Co /

( Bq·L-1)

54

Mn /

( Bq·L-1)

124

Sb /

( Bq·L-1)

平行样 3

母液 0 160 000 106 000 28 000 8 700 47 000

搅拌吸附后 5 155 000 105 000 27 000 9 200 47 000

吸附效率( 1-吸附后 /吸附前×100%) 4.5% 1.5% 7.0% 5.1% <1.0%

由表 1 和表 2 结果可知: 磁棒采用在样水

中静置和搅拌的方式对放射性核素的吸附效率

没有影响; 秦山二期氧化运行期间主冷却剂样

品主要特征核素为1

10

Agm、

58

Co、6

0

Co、5

4

Mn 及

124

Sb,其中1

10

Agm和

58

Co 两种核素活度占到总

活度的 75%以上。磁棒对每种特征核素的吸

附效率存在一定的差异,最高的为5

4

Mn,达到

11.5%,最低的1

24

Sb 小于 1%,除5

4

Mn 外,其他

核素的吸附效率都小于 5%; 各核素测量结果

的不确定度在 6% ~15%,放射性核素活度越低

测量结果的不确定度越大[3

,其对吸附效率计

算的 误 差 影 响 越 大,如5

4

Mn 的 比 活 度 小 于

10 000 Bq / L,其不确定度达到 14% 左右; 经磁

棒吸附后,放射性核素活度较母液均有所降低,

但吸附效率一般小于 5%,考虑到烧杯壁、磁棒

表面等对放射性核素的吸附,测量的不确定度、

核素形成的胶体在样品中的分布不均等因素,

磁棒吸附对放射性核素1

10

Agm、

58

Co、6

0

Co、5

4

Mn

及1

24

Sb 的测量影响最多不大于 5%,其吸附能

力对核素活度的降低与仪器测量不确定度处在

同一水平,可以忽略不计。

3.2 磁棒吸附对功率运行期间主冷却剂样品

放射性探测的影响

功率运行期间主冷却剂样品采用磁棒的静

置或搅拌吸附试验结果如表 3 和表 4 所示。

表 3 功率运行期间主冷却剂样品磁棒静置吸附试验结果

样品号 样品状态

静置

时间 /min

133

Xe /

( Bq·L-1)

135

Xe /

( Bq·L-1)

131

I /

( Bq·L-1)

133

I /

( Bq·L-1)

24

Na /

( Bq·L-1)

99

Mo /

( Bq·L-1)

试样 1

母液 0 5 600 3 800 830 470 15 000 5 200

静置吸附后 5 5 600 4 000 560 450 15 000 5 500

试样 2

母液 0 5 300 2 700 520 <31 39 000 1 400

静置吸附后 5 4 500 2 500 <10 320 41 000 1 400

吸附效率( 1-吸附后 /吸附前×100%) NA NA NA NA <1.0% <1.0%

表 4 功率运行期间主冷却剂样品磁棒搅拌吸附试验结果

样品号 样品状态

搅拌

时间 /min

133

Xe /

( Bq·L-1)

135

Xe /

( Bq·L-1)

131

I /

( Bq·L-1)

133

I /

( Bq·L-1)

24

Na /

( Bq·L-1)

99

Mo /

( Bq·L-1)

试样 1

母液 0 5.6 4.1 0.65 4.3 15 5.9

搅拌吸附后 5 3.4 2.3 0.73 4.4 15 5.8

试样 2

母液 0 4.7 2.5 0.57 <0.31 39 1.3

搅拌吸附后 5 2.3 1.7 <0.14 3.1 40 1.5

吸附效率( 1-吸附后 /吸附前×100%) NA NA NA NA <1.0% <1.0%

由表 3 和表 4 结果可知: 功率运行期间主

冷却剂样品只探测到了裂变产物中的1

33

Xe、

135

Xe、1

31

I 和1

33

I,活化产物中的2

4

Na 和9

9

Mo,由

于这几个核素变衰期均比较短,再加上其他半

912衰期比较短的其他核素影响,活度浓度又比较

低,测量结果波动较大,其中1

31

I 测量的不确定

度达到 50%左右;1

33

Xe 和1

35

Xe 为气态物质,试

验后活度有所降低是由于溶解在水中的裂变气

体逃逸引起,碘同位素1

31

I 和1

33

I 比较容易挥

发,加上其在衰变过程中的变化,活度有一定的

波动,这两类核素磁棒对其没有吸附能力,故不

适用于吸附试验中的效率计算,在表中用 NA

表示; 磁棒对2

4

Na 和9

9

Mo 没有吸附能力。即磁

棒过滤对裂变气体、碘同位素及2

4

Na 和9

9

Mo 的

放射性探测没有影响。

3.3 磁棒吸附对蒸汽发生器传热管发生泄漏

时样水放射性探测的影响

模拟蒸汽发生器传热管发生泄漏,磁棒吸

附对该样水放射性的测量结果如表 5 和表 6

所示。

表 5 氧化运行样水与蒸汽发生器排污水混合样品磁棒静置吸附试验结果

样品号 样品状态

静置

时间/min

110

Agm/

( Bq·L-1)

58

Co /

( Bq·L-1)

60

Co /

( Bq·L-1)

54

Mn /

( Bq·L-1)

124

Sb

/ ( Bq·L-1)

平行样 1

母液 0 1 200 920 <230 <70 590

静置吸附后 5 1 600 930 <230 <80 500

平行样 2

母液 0 1 600 990 <230 <70 590

静置吸附后 5 1 600 860 <230 <80 470

平行样 3

母液 0 990 160 <250 <70 790

静置吸附后 5 1 100 160 <250 <70 730

吸附效率( 1-吸附后 /吸附前×100%) <1.0% 4.0% NA NA 14.4%

表 6 氧化运行样水与蒸汽发生器排污水混合样品磁棒搅拌吸附试验结果

样品号 样品状态

静置

时间/min

110

Agm/

( Bq·L-1)

58

Co /

( Bq·L-1)

60

Co /

( Bq·L-1)

54

Mn /

( Bq·L-1)

124

Sb /

( Bq·L-1)

平行样 1

母液 0 1 200 1 200 <250 <80 500

搅拌吸附后 5 1 400 1 200 <220 <80 610

平行样 2

母液 0 1 300 1 500 <270 <80 660

搅拌吸附后 5 960 1 500 <260 <80 650

平行样 3

母液 0 1 100 1 500 <270 <90 590

搅拌吸附后 5 1 200 1 400 <260 100 770

吸附效率( 1-吸附后 /吸附前×100%) <1.0% 2.2% NA NA <1.0%

由表 5 和表 6 结果可知: 氧化运行样水与

蒸汽发生器排污水混合样品中的放射性活度较

低,只监测到1

10

Agm、

58

Co 和1

24

Sb 三种核素,磁

棒对该样水的三种核素没有吸附能力。结合

表 1 和表 2 分析结果,说明磁棒对放射性核素

的吸附能力与核素活度浓度大小有关,随着核

素活度的降低,磁棒对核素将失去吸附能力或

吸附的量可以忽略不计。磁性过滤对活度较低

的放射性探测没有影响。

4 结论

磁棒吸附对放射性测量的影响与放射性核

素、存在的形态及核素活度浓度有关,不受样水

静置与搅动的影响。针对秦山二期在不同运行

工况下的主要特征核素和放射性活度水平,磁

棒吸附对样水放射性的测量没有影响或其影响

可以忽略不计,为秦山二期蒸汽发生器排污系

统取样管线增加磁性过滤装置提供了依据。对

于铁的同位素5

9

Fe 在试验中并没有检测到,对

022其测量的影响需在以后的工作中进一步探讨。

永欣电子是集生产、经营、科研、技术开发及信息服务为一体的科技先导型企业磁环厂家,为高新技术企业,具有多年行业经验。主要生产抗干扰磁芯、磁环、抗干扰磁环、滤波磁芯、铁粉芯、扣式磁环、铁氧体磁环、RH磁环、T型磁环、磁棒、电感磁棒系列和电感系列,非晶磁环系列,滤波磁珠系列500余种规格的产品。

作者: 永欣电子
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Copyright (©) 2021 南浔双林永欣电子元件厂   备案号:浙ICP备2021013425号

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