2021-06-16 11:23:37
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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。
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