T_BUSRMRA 003-2024 高纯锗气溶胶γ放射性核素活度全自动监测系统技术要求.docx

ICSCCS17.040.30F 80BUSRMRAT/BUSRMRA 0032024高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统技术要求Technical requirements for fully automatic monitoring system of -emitting radionuclidesacitivity in aerosol with HPGe detector（发布稿）2024 - 01 - 25 发布2024 - 01 - 25 实施北京无人系统辐射监测研究会 发 布T/BSRSMRA003-2024目 次前 言 II1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 系统组成要求 15 系统功能要求 26 系统技术要求 4参 考 文 献 6IT/BSRSMRA003-2024前 言本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由北京无人系统辐射监测研究会提出并归口。本文件起草单位：上海市辐射环境安全技术中心、卡迪诺科技（北京）有限公司、四川省辐射环境 管理监测中心站。本文件主要起草人：戈立新、周宇、谢凤鸣、马英男、张庆威、毕朝文、唐辉、王亮、王艳、徐彬。IIT/BSRSMRA003-2024高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统技术要求1 范围本文件规定了高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统的组成、功能要求和单元 技术要求。本文件适用于规范高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统的设计和制造技术 要求。2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期 的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括 所有的修改单）适用于本文件。GB/T 11713高纯锗能谱分析通用方法WS/T 184 空气中放射性核素的能谱分析方法JJG 956 大气采样器检定规程3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统 Technical requirements for fully automatic monitoring system of -emitting radionuclides acitivity in aerosol with HPGe detector对大气气溶胶实施全过程自动化采样、制样，采用高纯锗探测器进行Y放射性核素活度 测量作业的系统，至少包括气溶胶采样单元、滤膜样品制备单元、滤膜样品输送单元、高纯 锗Y能谱测量单元、数据采集与传输单元和控制单元。4 系统组成要求4.1 高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统主要由气溶胶采样单元、滤膜样品制 备单元、滤膜样品输送单元、高纯锗Y能谱测量单元、数据采集与传输单元和控制单元组成。 4.2 标准的高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统配置如表 1 所示，系统配置结 构框图如图 1 所示。表 1 高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统配置序号名 称用 途1气溶胶采样单元用滤膜采集气溶胶样品。2滤膜样品制备单元将采集完毕的滤膜样品制备成适合高纯锗Y谱仪测量的形态。1气 溶 胶 采 样 单 元数 据 采 集 与 传 输 单 元滤 膜 样 品 输 送 单 元滤 膜 样 品 制 备 单 元控制单元T/BSRSMRA003-20243滤膜样品输送单元将新滤膜样品从贮存位置输送到采样位置，待采样停止后输 送到制备位置，待制备完毕后输送到衰变位置，衰变完毕后输送到测量位置，待测量完毕后输送到回收位置。4高纯锗Y能谱测量单元对制备后的滤膜样品进行Y能谱分析，获得其中Y放射性核素的活度。5数据采集与传输单元将监测数据传输至指定数据管理系统。6控制单元按设定的程序和参数对气溶胶采样单元、滤膜样品制备单元、 滤膜样品输送单元及高纯锗Y能谱测量单元进行控制，使之协调工作。高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统高 纯 锗 能 谱 测 量 单 元图 1 高纯锗气溶胶放射性核素活度全自动监测系统配置结构框图5 系统功能要求5.1 总体要求5.1.1 高纯锗气溶胶Y放射性核素全自动活度监测系统需实现全过程无人值守、计算机 全自动控制，其主要功能是进行气溶胶样品采集、制样并通过高纯锗Y能谱仪定量测量，获 得大气中Y放射性核素的活度定量数据，并能够连续自动运行。5.1.2 气溶胶采样单元、滤膜制备单元、滤膜输送单元、高纯锗Y能谱测量单元、数据 采集与传输单元和控制单元需为一体化设计。5.1.3 系统配备完善的传感器系统，可实时监控系统的运行状态。5.1.4 系统具备远程控制功能。5.1.5 配备不间断供电电源，能确保在断电的情况下，高纯锗Y能谱测量单元、控制单 元、数据采集与传输单元可以继续连续工作不少于 24 小时。2T/BSRSMRA003-20245.2 系统单元功能要求5.2.1 气溶胶采样单元5.2.1.1 气溶胶采样单元用于气溶胶样品采集。5.2.1.2 气溶胶采样单元需具备远程控制功能。5.2.1.3 瞬时流速能以适当（可调）的频率记录。5.2.1.4 该单元能够按照设定的流速在滤膜上采集气溶胶。5.2.2 滤膜样品制备单元5.2.2.1 滤膜样品制备单元用于对采样完毕的滤膜样品进行整备， 以备测量。5.2.2.2 整备后的滤膜样品形状规则，密度均匀。5.2.2.3 样品制备过程中零损失。5.2.2.4 样品横向截面（见图 2）与后续测量用的探测器的横向截面接近，竖向高度（见图 2）尽可能小。横向截面竖向高度图 2 样品横向截面和竖向高度示意图5.2.3 滤膜样品输送单元5.2.3.1 滤膜样品输送单元用于贮存采样前、后的滤膜，并按指令将其移至采样位置、 制备位置、衰变位置、贮存位置和测量位置。5.2.3.2 该单元需设置有采样前滤膜的贮存位置和测量后滤膜的贮存位置。5.2.3.3 该单元需设置有空样品盒的贮存位置。5.2.3.4 该单元需设置有制备后样品衰变等待的位置。5.2.3.5 该单元可根据控制指令可将滤膜按采样前贮存位置采样位置制备位置衰变位置 测量位置 测量后贮存位置的顺序单向移动。5.2.3.6 输送过程中应不损伤滤膜样品。5.2.4 高纯锗能谱测量单元35.2.4.1 量分析。5.2.4.2 5.2.4.3 5.2.4.45.2.4.5高纯锗能谱测量单元用于对制备好的滤膜采集Y能谱，并进行Y核素定性和定该单元能够建立、修改核素库。该单元采集的Y能谱数据可保存为通用谱文件格式。该单元能够按设定的参数自动完成Y能谱采集和分析，并生成报告。 屏蔽室门可以按指令开关。T/BSRSMRA003-20245.2.5 数据采集与传输单元5.2.5.1 数据采集与传输单元用于将监测结果传输至指定数据平台。5.2.5.2 该单元具备数据采集和数据传输功能，能将监测结果传输至用户指定的远端数据平台。5.2.5.3 该单元需具备远程实时监控功能。5.2.5.4 可由控制人员在远端改变控制参数，发送控制命令、浏览控制状态、设置参数 并自动保存历史数据。5.2.5.5 采集的数据可存储于本地，同时可上传至数据平台。5.2.6 控制单元5.2.6.1 控制单元用于全自动气溶胶Y放射性核素活度监测系统的样品采集、制备、输送、贮存和分析的全过程控制，是该系统的核心单元。5.2.6.2 该单元能够按程序或人工控制各单元的活动。5.2.6.3 该单元能够按设定的参数调度各单元的活动。5.2.6.4 该单元能够对各单元的状态进行监控，有异常时立即停止当前活动并报警。5.2.6.5 需具备全自动模式，同时具备半自动或手动模式。6 系统技术要求6.1 系统整体技术要求6.1.1 在采样体积为 10000m3 、测量 24 小时的条件下，对典型天然放射性核素和人工 放射性核素的探测限应不高于表 2 所列数值。表 2 典型天然放射性核素和人工放射性核素的探测限核素探测限 MDA（Bq/m3）7Be3.6 10-6234Th2.4 10-6106Ru1.0 10-6210Pb9.8 10-6228Ra7.7 10-740K2.5 10-6137Cs1.3 10-7134Cs1.2 10-7131I7.8 10-76.1.2 系统平均无故障运行时间10000 小时。6.1.3 工作环境温度范围：不窄于 1525。6.1.4 工作环境湿度范围：不窄于 30%70%6.2 系统单元技术要求4T/BSRSMRA003-20246.2.1 气溶胶采样单元6.2.1.1 通过滤膜的流速范围不小于 500m3/h 且能调节，流速示值误差±5%。6.2.1.2 滤膜面积适应最大采样流速。6.2.1.3 当通过滤膜的流速为 500m3/h 时，对于直径0. 1m 的颗粒物采集效率90%。6.2.1.4 采样管路气密性良好（按照大气采样器检定规程（JJG 956）中 5.2 检验）。6.2.1.5 需具有保持滤膜平整的装置。6.2.1.6 在 12 小时内降雨 0.14.9mm 条件下可正常采样。6.2.1.7 可采样的大气环境温度范围：不窄于- 1035。6.2.2 滤膜制备样品单元6.2.2.1 滤膜样品制备单元应根据制备方式的不同满足以下相应的要求：6.2.2.1.1 切割方式：将滤膜上采样的有效区域，切割成大小相同的矩形片，并整齐叠放在空样品盒内中央位置；6.2.2.1.2 压片方式：将整张滤膜压缩成厚度均匀的圆形薄块，并放在空样品盒内 中央位置。6.2.3 滤膜样品输送单元6.2.3.1 滤膜样品输送单元应至少具备待采样滤膜贮存、空样品盒贮存、制备后滤膜衰 变等待和测量后滤膜样品贮存四个独立的舱室。6.2.3.2 待采样滤膜贮存、空样品盒贮存和测量后滤膜样品贮存三个舱室，每个舱室的 容量应不少于 30 张滤膜（含夹具或样品盒）。6.2.3.3 制备后滤膜样品在输送时移动平稳，滤膜在样品盒内的形状和位置均不发生变 化。6.2.3.4 至少具备采样前滤膜贮存位置、采样位置、滤膜制备位置、制备后滤膜样品衰 变等待位置、测量位置和滤膜样品测量后贮存位置的定位及相应位置处物品的取、放能力。6.2.4 高纯锗能谱测量单元6.2.4.1 高纯锗Y能谱单元的性能和技术指标应满足高纯锗Y能谱分析通用方法 （GB/T 11713） 的全部规定，Y能谱分析过程满足空气中放射性核素的Y能谱分析方法 （WS/T 184）中 7 测量与分析 的要求。6.2.4.2 探测器：同轴型高纯锗探测器。6.2.4.3 相对效率： 50%。6.2.4.4 可测能量范围：不窄于 30 keV 7 MeV。6.2.4.5 能量分辨力：2.0 keV1.332 MeV 峰(Co-60)，1.0 keV122 keV 峰(Co-57)。6.2.4.6 最大数据通过率： 100kcps。6.2.4.7 积分本底： 2cps (30keV2MeV)。6.2.4.8 峰形参数：FW0. 1M/FWHM1.9 ，FW0.02M/FWHM2.6。6.2.4.9 多道脉冲幅度分析器：道数16k。6.2.4.10 具备自动极零、死时间修正、虚拟示波器等功能。6.2.4.11 解谱软件：具备自动解谱与谱分析软件。6.2.4.12 制冷方式： 电制冷或液氮回凝制冷。6.2.5 数据采集与传输单元6.2.5.1 控制人员能对采样流速、采样体积、采样时间等参数进行设置，并能远程控制。6.2.5.2 控制人员能对采样设备进行开机、关机等远程操作。5T/BSRSMRA003-20246.2.5.3 本地数据能储存至少 90 天。6.2.5.4 控制人员能监视数据采集和上传软件工作是否正常，如不正常，可重启程序。6.2.5.6 具备高可靠的数据存储硬件，能用于数据的永久保存。6.2.6 控制单元6.2.6.1 全自动模式，至少具备以下 4 种预设程序：6.2.6.1.1 采样 24 小时，流速不小于 500m3/h ，衰变等待 24 小时，测量 24 小时；6.2.6.1.2 采样 12 小时，流速不小于 500m3/h ，衰变等待 12 小时，测量 12 小时；6.2.6.1.3 采样 8 小时，流速不小于 500m3/h ，衰变等待 8 小时，测量 8 小时；6.2.6.1.4 采样 1 小时，流速不小于 500m3/h ，无衰变等待，测量 1 小时；6.2.6.2 半自动模式至少满足以下技术要求：6.2.6.2.1 采样时间可调，0999 小时，计时误差±0.01%；6.2.6.2.2 流速可调，流速不小于 500m3/h ，流速示值误差±5%；6.2.6.2.3 衰变等待时间可调，0999 小时，计时误差±0.01%；6.2.6.2.4 测量时间可调，0999 小时，计时误差±0.01%；6.2.6.3 纯手动模式至少满足以下技术要求：66.2.6.3.1 6.2.6.3.2 6.2.6.3.36.2.6.3.4采样的启动和停止手动控制，0任意小时，计时误差±0.01%； 流速手动设置，流速不小于 500m3/h ，流速示值误差±5%；衰变等待时间任意，0任意小时，计时误差±0.01%；测量的启动和停止手动控制，0任意小时，计时误差±0.01%。参 考 文 献1辐射环境空气自动监测站安装和验收技术要求（试行） 环境保护部辐射环境监 测技术中心 2018年10月2环境空气气溶胶中放射性核素的测定滤膜压片/能谱法（HJ 1149-2020）生 态环境部 2020年12月10日