放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域。公開一種放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，包括用于對放射性固體廢物劑量水平進(jìn)行探測的劑量水平輻射探測裝置；及用于接收所述劑量水平輻射探測裝置的測量結(jié)果并根據(jù)該結(jié)果判定放射性固體廢物污染等級的控制裝置；劑量水平輻射探測裝置包括多個可更換的劑量水平輻射探測器。本實(shí)用新型通過設(shè)置多個不同的劑量水平輻射探測器，可以實(shí)現(xiàn)對不同射線類型放射性固體廢物的有效探測，通過設(shè)置控制裝置，可根據(jù)劑量水平輻射探測器的測量結(jié)果快速判定放射性固體廢物污染等級，實(shí)現(xiàn)分類收集，從而大幅提升放射性固體廢物處理處置和管控的能力。
【專利說明】
放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及固體廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及放射性固體廢物的檢測分類。
【背景技術(shù)】
[0002]放射性固體廢物主要存在于核電站、退役核設(shè)施及污染土當(dāng)中。其按照污染等級主要分為豁免廢物，低放廢物，中放廢物，高放廢物和α廢物，不同等污染級的廢物需采用不同的處理處置方式，因此對放射性固體廢物進(jìn)行收集、分揀等預(yù)處理就成為處理處置過程中的非常重要的一環(huán)。
[0003]然而，目前在國內(nèi)的核設(shè)施退役和三廢處理處置活動中，對放射性固體廢物的預(yù)處理過程缺乏相應(yīng)的參考技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，雖然在該過程中輻射監(jiān)測人員會使用各類便攜式劑量儀表對廢物進(jìn)行監(jiān)測，但由于缺乏快速識別放射性固體廢物的污染等級類型的設(shè)備，難以指導(dǎo)現(xiàn)場人員的科學(xué)分類工作。結(jié)果可能會導(dǎo)致后續(xù)整備的同一材質(zhì)包裝體內(nèi)存在著不同污染等級混裝的現(xiàn)象，存在安全隱患和不經(jīng)濟(jì)等多重不利因素，嚴(yán)重制約了放射性固體廢物的科學(xué)管理。
[0004]例如，對于核電站，一旦投入運(yùn)行，每年會產(chǎn)生大量的放射性固體廢物，其中70%為低放可燃廢物，理論上可以將這一污染等級的廢物統(tǒng)一收集送至指定的放射性固體廢物焚燒站進(jìn)行減容處理。但是由于缺乏對放射性固體廢物污染等級水平進(jìn)行快速檢測分類的技術(shù)手段，一定程度上增加了放射性固體廢物處理處置的難度和成本。
[0005]對于核電站退役所產(chǎn)生的固體廢物，其中重量占85%以上的為豁免廢物，1 %左右的為低放廢物。對于豁免廢物可以申請實(shí)施解控處理，對于低放廢物，可以以較低的經(jīng)濟(jì)代價(jià)進(jìn)行處理處置。但是對于以上體積和重量如此巨大的核設(shè)施，采用傳統(tǒng)的方式方法無法快速有效識別廢物的污染等級水平，造成廢物管理無序化，同時分析檢測的時間耗費(fèi)也極大。
[0006]對于污染土，同樣由于缺乏對放射性固體廢物污染等級水平進(jìn)行快速檢測分類的技術(shù)手段，通常采用傳統(tǒng)的統(tǒng)一裝桶的方法，或者興建大型極低放廢物收集場所進(jìn)行處置，資金及時間耗費(fèi)及其巨大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，能夠?qū)Ψ派湫怨腆w廢物污染等級進(jìn)行快速有效地判定。
[0008]為解決該問題，本實(shí)用新型提供一種放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:用于對放射性固體廢物劑量水平進(jìn)行探測的劑量水平輻射探測裝置;及用于接收所述劑量水平輻射探測裝置的測量結(jié)果并根據(jù)該結(jié)果判定放射性固體廢物污染等級的控制裝置;所述劑量水平輻射探測裝置包括多個可更換的劑量水平輻射探測器。
[0009]進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括自動化輸送裝置，所述劑量水平輻射探測器設(shè)置在自動化輸送裝置上方，且高度可調(diào)。
[0010]進(jìn)一步地，所述控制裝置包括:用于獲取放射性固體廢物樣品劑量水平與放射性比活度的擬合曲線，建立兩者的函數(shù)關(guān)系，確定放射性固體廢物不同污染等級狀態(tài)下劑量限值范圍的映射模塊;及用于對比放射性固體廢物的劑量水平及其在不同污染等級狀態(tài)下的劑量限值范圍，判定放射性固體廢物污染等級的判定模塊。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述劑量水平輻射探測器背面設(shè)置屏蔽層。
[0012]進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括用于根據(jù)放射性固體廢物的污染核素類型、放射性比活度及劑量水平輻射探測器能量響應(yīng)特性修正劑量水平探測器測量結(jié)果的修正模塊。
[0013]進(jìn)一步地，所述控制裝置還包括用于根據(jù)放射性固體廢物中存在的射線類型選擇相應(yīng)類型的劑量水平輻射探測器的組合設(shè)置模塊。
[0014]進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括機(jī)械篩分裝置。
[0015]進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括分立式傳送裝置。
[0016]進(jìn)一步地，所述自動化輸送裝置包括設(shè)置有連續(xù)網(wǎng)格槽體的傳送帶。
[0017]本實(shí)用新型通過設(shè)置多個不同的劑量水平輻射探測器，可以實(shí)現(xiàn)對不同射線類型放射性固體廢物的有效探測，通過設(shè)置控制裝置，可根據(jù)劑量水平輻射探測器的測量結(jié)果快速判定放射性固體廢物污染等級，實(shí)現(xiàn)分類收集，從而大幅提升放射性固體廢物處理處置和管控的能力。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型檢測分類系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一控制原理不意圖；
[0020]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]本實(shí)用新型的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，主要用于對放射性固體廢物的污染等級進(jìn)行快速識別判定，實(shí)現(xiàn)同一污染等級水平放射性固體廢物統(tǒng)一收集。
[0023]實(shí)際應(yīng)用中，該檢測分類系統(tǒng)主要針對一般性材質(zhì)如塑料、玻璃、紙肩、廢舊勞保用品等放射性固體廢物，以及放射性污染沙土進(jìn)行污染水平檢測。下面根據(jù)其所針對材質(zhì)的不同分別予以說明。
[0024]實(shí)施例一
[0025]該檢測分類系統(tǒng)針對一般性材質(zhì)時，主要包括:劑量水平輻射探測裝置101、自動化輸送裝置103及控制裝置201。
[0026]如圖1所示，劑量水平輻射探測裝置101，用于對放射性固體廢物的劑量水平進(jìn)行探測，該裝置包括多個可更換的劑量水平輻射探測器102，例如閃爍體探測器、半導(dǎo)體劑量探測器、β探測器、中子探測器等多個不同的劑量水平輻射探測器，以實(shí)現(xiàn)對不同射線類型放射性固體廢物的有效探測。實(shí)際使用時，可根據(jù)放射性固體廢物中的污染核素類型，選擇設(shè)置對應(yīng)的射線類劑量水平輻射探測器。
[0027]構(gòu)成劑量水平輻射探測裝置101的各劑量水平輻射探測器102分別通過可拆卸機(jī)構(gòu)設(shè)置在自動化輸送裝置103上方，以便于其快速安裝。為了有效提升劑量水平輻射探測器102的測量范圍，每個可拆卸機(jī)構(gòu)距離自動化輸送裝置的高度可調(diào)。
[0028]同時，環(huán)境劑量場會造成儀表的本底計(jì)數(shù)率升高，進(jìn)而造成劑量水平輻射探測器的探測下限升高，為了有效降低環(huán)境劑量場對各劑量水平輻射探測器102最小探測下限的影響，每個劑量水平輻射探測器102的背面均安裝了相應(yīng)的屏蔽材料，例如鉛所構(gòu)成的屏蔽層。
[0029]自動化輸送裝置103，用于實(shí)現(xiàn)放射性固體廢物的連續(xù)輸送，由電機(jī)104帶動傳送帶實(shí)現(xiàn)。其上設(shè)置有電控模塊105，用于集成劑量水平輻射探測裝置101及自動化輸送裝置103的電氣控制部件及線纜，并設(shè)有通訊電纜接口 106與控制裝置連接，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
[0030]如圖2所示，控制裝置201，包括監(jiān)控模塊202、映射模塊203、修正模塊204及判定模塊205，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)?？刂蒲b置201接收劑量水平輻射探測裝置101的測量結(jié)果并根據(jù)該結(jié)果判定放射性固體廢物污染等級。
[0031 ]監(jiān)控模塊202通過數(shù)據(jù)采集卡及高精度計(jì)數(shù)器等部件實(shí)時獲取劑量水平輻射探測裝置101輸出的脈沖信號，通過人機(jī)交互界面實(shí)時監(jiān)控其檢測數(shù)據(jù)，同時對自動化傳輸裝置103的運(yùn)轉(zhuǎn)、啟停進(jìn)行動態(tài)控制。
[0032]映射模塊203，用于根據(jù)便攜式劑量儀表及譜儀系統(tǒng)所測得的放射性固體廢物樣品的劑量水平與放射性比活度大小，進(jìn)行曲線擬合，從而獲取放射性固體廢物劑量水平與比活度大小的函數(shù)關(guān)系，通過該函數(shù)關(guān)系，確定放射性固體廢物不同污染等級狀態(tài)下對應(yīng)的劑量水平限值范圍。
[0033]修正模塊204，用于根據(jù)便攜式劑量儀表及譜儀系統(tǒng)所測得的放射性固體廢物的污染核素類型、放射性比活度，及劑量水平輻射探測器102能量響應(yīng)特性修正劑量水平輻射探測器102的測量結(jié)果。
[0034]判定模塊205，對比劑量水平輻射探測器102的測量結(jié)果與劑量水平限值范圍，判定放射性固體廢物污染等級，并將該判定結(jié)果發(fā)送至特定位置的顯示終端206，以指導(dǎo)工作人員對放射性固體廢物進(jìn)行分類收集。
[0035]除此以外，系統(tǒng)還包括組合設(shè)置模塊(圖中未示)，該模塊可根據(jù)放射性固體廢物中可能存在的射線類型提示選擇安裝不同類型的劑量水平輻射探測器102，或者，當(dāng)劑量水平輻射探測裝置101同時設(shè)置有幾種不同的劑量水平輻射探測器102時，可通過該模塊選定并啟動所需類型的劑量水平輻射探測器102，由此增強(qiáng)了系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性。
[0036]在實(shí)際應(yīng)用中，該檢測分類系統(tǒng)的具體應(yīng)用步驟如下:
[0037]放射性固體廢物的源項(xiàng)信息獲取:不同的核設(shè)施產(chǎn)生的放射性固體廢物的源項(xiàng)信息往往差別很大，為此，需要針對以上廢物采集若干有代表性的樣品進(jìn)行分析。具體采集中需要使用不同類型的便攜式劑量儀表進(jìn)行輔助測量，以便找出劑量水平具有一定跨度和差別的樣品，為了便于后續(xù)的污染等級限值確定工作，盡可能采集比較多的樣品。樣品采集完畢后，將其制備成相同尺寸和重量的模塊，使用便攜式劑量儀表和比較精密的譜儀系統(tǒng)如α、β、T譜儀，分別獲取放射性固體廢物樣品模塊的劑量水平信息和對應(yīng)的污染核素類型以及比活度信息。
[0038]選擇設(shè)置劑量水平輻射探測裝置101:即根據(jù)上述污染核素類型信息選擇安裝對應(yīng)的射線類劑量水平輻射探測器102。例如，若廢物中僅存在γ射線類核素，則劑量水平輻射探測裝置101中只需要安裝γ劑量水平輻射探測器102;若廢物中同時存在α、β、γ射線類核素，則劑量水平輻射探測裝置101中需要同時安裝以上射線類劑量水平輻射探測器102。
[0039]劑量水平輻射探測器102的標(biāo)定:不同的劑量水平輻射探測器對于不同的污染核素，其能量響應(yīng)存在很大的差別。為此，需要根據(jù)源項(xiàng)信息以及劑量水平輻射探測器102的能量響應(yīng)特性來對測量結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚Ｔ趯?shí)際測量過程中，控制裝置201的監(jiān)控模塊202實(shí)時讀取劑量水平輻射探測器102輸出的脈沖信號，經(jīng)修正模塊204的修正后，最終數(shù)據(jù)在監(jiān)控模塊202的人機(jī)交互界面中實(shí)時顯示。
[0040]放射性固體廢物的預(yù)整備:不同大小和重量的放射性固體廢物，劑量水平輻射探測器102對其探測效率存在一定的差異，繼而會引發(fā)劑量率測量的變化。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)流水線式的廢物處理處置、簡化放射性固體廢物的測量分析過程、大幅度節(jié)省測量時間，放射性固體廢物在測量前需要進(jìn)行一定的預(yù)整備。利用工業(yè)打包機(jī)將其打包為與之前源項(xiàng)信息獲取過程中制備的模塊尺寸和重量一致或近似一致的測量模塊，這樣，控制裝置即可為不同的劑量水平輻射探測器102設(shè)置相對固定的效率刻度參數(shù)。
[0041]放射性固體廢物污染水平限值的確定:根據(jù)獲取的源項(xiàng)信息，建立放射性固體廢物模塊的劑量水平與其比活度大小的對應(yīng)關(guān)系式，通過曲線擬合的方式，獲取放射性固體廢物模塊劑量水平與比活度大小的函數(shù)關(guān)系，通過該函數(shù)關(guān)系，可以得知放射性固體廢物不同污染等級條件下對應(yīng)的劑量水平限值范圍，以此為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)放射性固體廢物模塊污染水平的快速判定。
[0042]接下來，即可對放射性固體廢物污染等級在線檢測分類，在放射性固體廢物經(jīng)過預(yù)整備的條件下，將其送至自動化輸送裝置103的傳送帶之上，待其抵達(dá)劑量水平輻射探測器102下方時，傳送帶靜止，劑量水平輻射探測器102對放射性固體廢物模塊進(jìn)行檢測，檢測完畢，傳送帶啟動依次進(jìn)入下一個劑量水平輻射探測器102進(jìn)行檢測。若廢物中僅存在一種射線類污染核素，則只需要進(jìn)行一次劑量檢測，控制裝置201根據(jù)測量數(shù)據(jù)快速判定出該廢物模塊的污染等級水平，并將該信息反饋至特定位置的顯示終端206上，工作人員根據(jù)顯示的檢測結(jié)果，對廢物模塊進(jìn)行分類收集。
[0043]實(shí)施例二
[0044]針對放射性污染沙土，該檢測分類系統(tǒng)具體應(yīng)用的步驟與實(shí)施例一的步驟略有差升。
[0045]放射性污染沙土中絕大多數(shù)的污染核素主要集中在顆粒度較小，吸附能力較強(qiáng)的土壤中，而大顆粒的砂石，對于污染核素的吸附能力較差，通過合適的篩分，大顆粒的砂石可以作為豁免廢物進(jìn)行回填，從而可大幅度地節(jié)省污染沙土的治理費(fèi)用。基于以上原理，本實(shí)用新型的檢測分類系統(tǒng)在自動化輸送裝置103的前端還設(shè)置了機(jī)械篩分裝置107，該裝置通過合適孔徑大小的篩分器，將小顆粒及大顆粒沙土分別由小顆粒沙土出料口 108及大顆粒沙土出料口 109篩出，由此實(shí)現(xiàn)不同顆粒度大小沙土的初步分類，如圖3所示。
[0046]經(jīng)過機(jī)械篩分裝置107處理后，不同顆粒度的沙土分別落入兩條不同的自動化輸送裝置103之上。本實(shí)施例自動化輸送裝置103所用的傳送帶為橡膠制成的連續(xù)網(wǎng)格槽體，每個槽體用于接收篩分后的沙土，在每條傳送帶上方安裝有一固定的限高板，用于將超出一定高度的沙土撫平，由此可將各個網(wǎng)格槽體盛裝的沙土視為密度，體積和重量近似一致的測量模塊，以便劑量水平輻射探測器采用相對統(tǒng)一的效率刻度參數(shù)，簡化測量分析過程，節(jié)約測量時間。測量模塊隨后進(jìn)入劑量水平輻射探測裝置101對其劑量水平分別進(jìn)行探測，控制裝置201根據(jù)測量數(shù)據(jù)快速判定出沙土模塊的污染等級水平，并將該信息發(fā)送至后端的分立式傳送裝置110。
[0047]分立式傳送裝置110包括分立于兩側(cè)的豁免沙土收集口111及污染沙土收集口112，該裝置按照其所接收的沙土模塊污染等級水平信息，將不同污染等級水平的沙土模塊分別傳送至不同的收集口。最后對于經(jīng)過檢測，認(rèn)為是豁免等級水平的沙土進(jìn)行回填，對于確定達(dá)到一定污染水平的沙土進(jìn)行集中收集。
[0048]因此，針對放射性污染沙土的檢測分類系統(tǒng)還包括機(jī)械篩分裝置107，用于根據(jù)污染沙土的顆粒度對其進(jìn)行篩分；以及分立式傳送裝置110，用于替代實(shí)施例一中的顯示終端206，接收控制裝置201所判定的沙土模塊污染等級水平信息，并根據(jù)該信息對不同污染等級水平的沙土模塊進(jìn)行自動分類收集。
[0049]本實(shí)用新型的放射性固體廢物檢測系統(tǒng)，通過設(shè)置多個不同的劑量水平輻射探測器，可以實(shí)現(xiàn)對不同射線類型放射性固體廢物的有效探測，通過設(shè)置控制裝置，可根據(jù)劑量水平輻射探測器的測量結(jié)果快速判定放射性固體廢物污染等級，實(shí)現(xiàn)分類收集，從而大幅提升放射性固體廢物處理處置和管控的能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括: 用于對放射性固體廢物劑量水平進(jìn)行探測的劑量水平輻射探測裝置； 及用于接收所述劑量水平輻射探測裝置的測量結(jié)果并根據(jù)該結(jié)果判定放射性固體廢物污染等級的控制裝置； 所述劑量水平輻射探測裝置包括多個可更換的劑量水平輻射探測器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括自動化輸送裝置，所述劑量水平輻射探測器設(shè)置在自動化輸送裝置上方，且高度可調(diào)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于，所述控制裝置包括: 用于獲取放射性固體廢物樣品劑量水平與放射性比活度的擬合曲線，建立兩者的函數(shù)關(guān)系，確定放射性固體廢物不同污染等級狀態(tài)下劑量限值范圍的映射模塊； 及用于對比放射性固體廢物的劑量水平及其在不同污染等級狀態(tài)下的劑量限值范圍，判定放射性固體廢物污染等級的判定模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于:所述劑量水平輻射探測器背面設(shè)置屏蔽層。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于:所述控制裝置還包括用于根據(jù)放射性固體廢物的污染核素類型、放射性比活度及劑量水平輻射探測器能量響應(yīng)特性修正劑量水平探測器測量結(jié)果的修正模塊。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于:所述控制裝置還包括用于根據(jù)放射性固體廢物中存在的射線類型選擇相應(yīng)類型的劑量水平輻射探測器的組合設(shè)置模塊。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括機(jī)械篩分裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)還包括分立式傳送裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放射性固體廢物檢測分類系統(tǒng)，其特征在于:所述自動化輸送裝置包括設(shè)置有連續(xù)網(wǎng)格槽體的傳送帶。
【文檔編號】G01T1/02GK205550908SQ201620190988
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】彭永新
【申請人】深圳市利美泰克自控設(shè)備有限公司