Устройство для отбора проб радона

Номер патента: U 1341

Опубликовано: 30.03.2004

Авторы: Автушко Михаил Иванович, Ковдерко Владимир Эдуардович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ РАДОНА(71) Заявитель Республиканское научноисследовательское унитарное предприятие Институт радиологии(72) Авторы Автушко Михаил Иванович Ковдерко Владимир Эдуардович(73) Патентообладатель Республиканское научно-исследовательское унитарное предприятие Институт радиологии(57) Устройство для отбора проб радона, состоящее из корпуса, аспиратора и сорбционной колонки, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит автономный источник электрического тока, амперметр и переменный проволочный резистор.(56) 1. А.с. СССР 1573377, МПК 011/22. 2. А.с. СССР 1329351, МПК 011/22. 3. А.с. СССР 1377656, МПК 011/22. 4. А.с. СССР 1402830, МПК 011/22. 5. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества Справочное издание / В.А. Баженов, Л.А. Булдаков, И.Я. Василенко и др. - Л. Химия, 1990. - С. 379. 1341 Полезная модель относится к технике радонометрических измерений и может быть использована в строительной индустрии для прогнозирования поступления радона в проектируемые жилые, производственные, подсобные и складские помещения при изучении и решении радиоэкологических проблем в бытовой и промышленной санитарии. Работа устройства заключается в прокачке дозированного количества атмосферного воздуха или любой газовой смеси через поглощающий фильтр из активированного угля, в котором гамма-спектрометрическим методом по известным методикам определяется удельная активность радона. Известен пассивный диффузионный пробоотборник радона, включающий контейнер цилиндрической формы, содержащий активированный уголь 1. На торцах и боковой поверхности цилиндра имеются отверстия, закрытые влагонепроницаемыми мембранами. Основным недостатком обсуждаемого устройства является длительное время экспозиции пробы - от нескольких часов до нескольких суток, низкая достоверность результатов, зависящих не только от диффузионной способности самого радона, но и от динамики воздушной среды в пункте отбора пробы. Так в плотно закрытых помещениях определяющим будет диффузионный фактор, а при наличии сквозняка результат будет скорректирован динамическим фактором. Известно устройство для измерения потока (эксхаляций) радона с поверхности грунта с использованием в качестве накопителя угольного сорбента 2. Устройство состоит из прямоугольного короба без днища с шарнирно закрепленными створками на торцах, позволяющими регулировать сечение проходящего воздушного потока, а следовательно, его скорость и расход. На входе и выходе короба смонтированы заборные воронки, осушители, сорбционные колонки и воздуходувки. Применение обсуждаемого устройства ограничено из-за больших размеров короба (до 25 м) и специального предназначения изучение эксхаляций радона с поверхности грунтов преимущественно на открытых площадках. Для измерения объемной активности радона в помещениях оно не подходит. Известно устройство для отбора проб воздуха, предназначенное для контроля состояния приземной атмосферы 3. Основным элементом устройства является полый цилиндр,разделенный радиальными перегородками на ряд секций, закрытых сеткой или влагонепроницаемой мембраной. Секции заполняются активированным углем или другим подходящим поглотителем. Цилиндр закрывается кожухом, имеющим щелевое отверстие и флажок (флюгер) для ориентировки щели в направлении ветра. Специальное устройство фиксирует щель по центру секции. Устройство предназначено для автоматических систем контроля загрязнения воздуха и мест расположения источников загрязнений. Для определения объемной активности радона оно мало пригодно. Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату является устройство для отбора проб аэрозоля, позволяющее определять также объемную активность радона 4. Известное устройство изготавливается на базе пылесоса Чайка и содержит а) всасывающий конфузор с фильтром или поглотителем б) электроаспиратор (вентилятор) в) стабилизатор потока г) расходомер (например, крыльчатый анемометр). По мнению заявителей, устройство может быть использовано по прямому назначению, то есть для отбора проб аэрозоля. Для фиксации в сорбенте радона оно мало пригодно ввиду высокой скорости воздушного потока. Кроме того, использование известного устройства возможно лишь при наличии бытовой электрической сети (220-230 В). Согласно полезной модели, решается задача отбора проб радона путем сорбции его активированным углем для последующего определения объемной активности гамма-спектрометрическим методом по дочерним продуктам распада в стационарной лаборатории. Основной технический результат полезной модели заключается в упрощении конструкции устройства, повышении его производительности и достоверности результатов,снижении стоимости самого устройства и выполняемых исследований. Дополнительный 2 1341 технический результат полезной модели заключается в расширении области применения она может использоваться в любых помещениях, на открытых площадках, в котлованах,горных выработках всех типов, при отсутствии стационарных источников электроэнергии. Достижение основного и дополнительного технических результатов обеспечивается использованием малоценных комплектующих, их доступностью, малым (5 мин) временем отбора пробы, малыми весом и габаритами устройства, автономным источником питания. На фиг. 1 показаны общий вид и правая стенка полезной модели с приборами управления и контроля. Устройство состоит из корпуса 1, аспиратора 2, сорбционной колонки 3, автономного источника постоянного тока 4, амперметра 5, переменного проволочного резистора 6,таймера 7, выключателя 8. Корпус может быть изготовлен из легкого листового металла или пластика. Ориентировочные размеры - 202013 см. В качестве аспиратора рекомендуется использовать серийно выпускаемый цилиндрический фен с удаленным нагревательным элементом. Сорбционная колонка представляет собой цилиндр диаметром на 2-5 мм больше диаметра всасывающего конца аспиратора, чтобы их можно было соединить через уплотнительную прокладку. Для предотвращения высыпания угольного сорбента, торцы сорбционной колонки закрываются сетками требуемой густоты. В качестве сорбента рекомендуется использовать уголь из фильтрующих элементов противогазов. Длина сорбционной колонки порядка 15 см, емкость 300-350 см 3. Шкала амперметра должна быть рассчитана на 1-2 А, а проволочный резистор - на 15-20 Вт. Оптимальный режим работы устройства в определенной мере будет зависеть от рекомендованных параметров. Подготовленные с применением предлагаемой полезной модели пробы подвергаются гамма-спектрометрическому анализу в стационарных лабораториях. Пример изготовления и использования модели. Опытный образец представляет собой полиэтиленовую канистру 1 емкостью 10 л. Передняя стенка сверху и с боков прорезана для размещения внутри канистры мотоциклетного аккумулятора на 6 В и обеспечения монтажа оборудования на внешней поверхности. На левой боковой поверхности смонтирован пробоотборник, состоящий из аспиратора 2 и сорбционной колонки 3. На правой боковой поверхности закреплены амперметр 5, переменный проволочный резистор 6, позволяющий устанавливать нужное значение рабочего тока, а следовательно, скорость воздушного потока, таймер 7, выключатель 8. При проведении опытных работ, питание аспиратора осуществлялось от источника постоянного тока Б 5-30, позволяющего задавать напряжения от 0 до 30 В. Картридж для размещения угольного сорбента был изготовлен из полиэтиленовой бутылки емкостью 0,5 л. Для этого рифленая горловина отрезалась, а дно перфорировалось отверстиями диаметром, исключающим высыпание сорбента. Картридж насаживался на всасывающий конец аспиратора и уплотнялся прокладкой из пористой резины. Чтобы исключить попадание угля в аспиратор, его входное отверстие закрывается металлической или капроновой сеткой. Во избежание попадания в аспиратор угольной пыли уголь просеивался через сито 0,5 мм. Картридж вмещает порядка 250 г активированного угля из фильтрующего элемента противогаза ГП-5. По литературным данным 5 определенные типы противогазных коробок, содержащих около 900 см 3 сухого активированного угля,удаляют 96-99 поступающего радона в течение одного часа. Испытания проводили при скорости воздушного потока 16 л/мин, влажности 9 мг/л и температуре 25 С. Емкость предлагаемого картриджа примерно в 2,6 раза меньше, возможно выше скорость воздушного потока, зато время аспирации не более 10 мин, поэтому есть уверенность, что в предлагаемом устройстве будет поглощаться не менее 90 радона, то есть в пределах точности гамма-спектрального анализа. Осушение воздуха, поступающего в картридж, не предусматривается. Ориентируясь на физические свойства радона (он хорошо растворим в воде),можно ожидать, что осушение воздуха не только не желательно, но и недопустимо, поскольку в осушителе будет осаждаться значительное количество радона. С целью верификации 3 1341 этого предположения в одном и том же месте подвального помещения замерялась активность радона с использованием пассивного пробоотборника и пробоотборника, предлагаемого в качестве полезной модели. В обоих случаях сорбент из верхней части сорбционной колонки фиксировал наибольшее количество радона и дочерних продуктов распада. Предлагаемое устройство требует обязательной калибровки по расходу воздуха и времени экспонирования. Расход воздуха будет зависеть не только от производительности аспиратора, но и от количества и диаметра входных отверстий картриджа, сопротивления угольной массы. Для выявления оптимальных условий работы устройства аспирация (экспонирование) производилась при напряжениях 2,5 5 10 12,5 вольт, время аспирации было выбрано произвольно и составляло 5 мин. Результаты измерений показаны на фиг. 2. Анализ графика показывает, что максимум извлечения радона произошел при напряжении 5 В и силе рабочего тока 0,21 А. Эта величина рабочего тока отмечена на амперметре, для того, чтобы последующие измерения проводились только при таком значении рабочего тока. По мере увеличения скорости воздушного потока значение концентрации радона уменьшалось(фиг. 2). Затем при выбранном значении рабочего тока определялось оптимальное время аспирации (фиг. 3). Оно оказалось равным 3 минуты, но поскольку выбор значения рабочего тока производился при времени экспонирования 5 минут, то это значение времени принято за рабочее. После проведенных калибровок, необходимо подсоединить к входному концу картриджа газовый счетчик и определить расход воздуха в Л или М 3 за 5 мин при значении рабочего тока 0,2 А. Полученная цифра будет использоваться при расчетах объемной активности радона. Значение рабочего тока помечается на шкале амперметра, и в дальнейшем, по мере падения напряжения на зажимах аккумулятора, перед отбором каждой пробы, переменным резистором стрелка выводится на метку. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.

МПК / Метки

МПК: G01N 1/22

Метки: отбора, радона, устройство, проб

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/4-u1341-ustrojjstvo-dlya-otbora-prob-radona.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Устройство для отбора проб радона</a>

Похожие патенты