刘蜀疆，陈占营，赵永刚，常印忠，王世联，李奇，赵允刚，樊元庆

(1.中国原子能科学研究院放射化学研究所，北京 102413；2.禁核试北京国家数据中心和北京放射性核素实验室，北京 100085)

地下核爆炸实验、反应堆和乏燃料后处理等产生大量稀有气体核素，包括16种氙同位素、15种氪同位素和地下核实验中子活化产生1种放射性氩同位素，这些同位素已经作为判断核活动及其状态的重要指示剂[1-4]。通过测量指示剂活度浓度可以掌握核事件信息，对于监测环境辐射、国际核军控及其它核事件具有重要意义[1-6]。目前，国内外虽已建立氩、氪、氙监测手段[4-11]，但大气氩氪氙放射性核素联合取样技术研究至今未见文献报道。本文通过筛选性能优异的多孔碳分子筛吸附材料，基于超低温大气中氩氪氙综合取样技术方案，建立了大气中氩、氪和氙的同时或单独取样流程。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

碳分子筛,工业级(详见表1);99.999%高纯氦气;99.999%高纯氮气。

表1 实验用碳分子筛材料Table 1 The carbon molecular sieve materials used in the experiments

BEE6300多组分分析仪；GC7890A-MSD5975C气质联用仪；NM510F中空纤维膜；S4935气体流量计；US381压力计。

1.2 膜预富集测试实验

实验建立空气预富集测试装置(见图1)，调节NM510F进气流量为300 L/min， 在5～50 L/min范围内考察产气口流量对氩氪氙富集性能以及水、氧和二氧化碳等杂质去除效果；气质联用仪测量氩、氪和氙浓度，多组分分析仪测量湿度、氧气和二氧化碳浓度[5]。

图1 膜分离空气预富集装置示意图Fig.1 Schematic representation of hollow fiber membrane module for air pre-enrichment

1.3 碳分子筛材料筛选

由于常温下多孔材料的氙吸附作用力较高，氙半穿透时间是衡量氙吸附性能的最重要参数[6-7]。……