一种模拟放射性核素湿沉积的装置的制作方法

本发明涉及放射生态学领域，尤其涉及一种模拟放射性核素湿沉积的装置和方法。

背景技术：

1、在核能开发和利用过程中，放射性核素可能通过不同途径释放到环境中，对环境和人类健康构成严重威胁，特别是在核事故或核设施正常运行期间，这些核素可以通过气态和颗粒态形式进入大气，并最终通过干沉积或湿沉积的方式进入陆生环境。其中湿沉积是放射性核素在陆生环境中迁移和分布的重要过程。湿沉积过程的准确模拟对于评估放射性核素的环境影响和制定相应的防控措施具有重要意义。

2、目前，模拟放射性核素湿沉积的装置和方法多采用喷头喷洒模拟降雨的方式，然而，这种方法在实际应用中存在一些问题。喷头与植物之间的距离、喷洒的水压以及喷头的出水流量等因素都可能影响模拟的准确性。过近的距离可能导致雨水对植物表面的冲击过大，与自然界中雨滴轻柔落在植物表面的情况不符，会改变雨水与植物之间的相互作用，从而影响放射性核素在植物表面的沉积方式和量；过大的水压会增加雨水对植物表面的冲击力，造成非自然的损伤，而水压过小又可能使得模拟的降雨强度不足。

3、因此，有必要针对现有技术中的不足进行改进，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种模拟放射性核素湿沉积的装置。为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种模拟放射性核素湿沉积的方法，包括以下步骤：

2、s1、准备包括可调节压力、流量和喷射角度喷头的喷雾系统、放射性核素溶液、压力计、流量计、风速计、温度计以及湿度计，选择植物样本置于模拟室中；

3、s2、预先确定一个喷头与植物样本之间的距离d0，设定喷雾系统的初始参数，记录模拟室中的初始条件；

4、s3、调节模拟室中喷头压力、喷头流量、喷头角度、风速、温度和湿度参数，开启喷雾系统，由喷头将放射性核素溶液喷出模拟降雨，监测并记录模拟过程中不同参数数据，观察并记录雨滴的连续性和均匀性数据；

5、s4、利用s3中监测的数据建立关联模型，描述不同参数数据与雨滴连续性和均匀性之间的关系，分析模型结果，确定不同参数数据下，对雨滴连续性和均匀性的影响程度；

6、s5、在保证雨滴连续性和均匀性的前提下，结合关联模型的分析结果，调整喷头压力、喷头流量、喷射角度、风速、温度和湿度参数，计算出不同参数数据与雨滴连续性和均匀性之间关系下的d1、d2、……、dn，得到趋近于d0的dn下的不同参数组合；

7、s6、将各参数组合作为模拟放射性核素湿沉积的实验参数，在模拟降雨时，将调节的喷头压力、喷头流量、喷头角度、风速、温度和湿度参数，输入至关联模型中，自动输出趋近于d0的dn，调节喷头与植物样本之间的距离，保证降雨模拟结果的准确性和真实性。

8、本发明一个较佳实施例中，在所述s1的步骤中，所述压力计用于监测所述喷头的压力值；所述流量计用于监测所述喷头的流量值；所述风速计用于监测所述模拟室中的风速值；所述温度计用于监测所述模拟室中的温度值；所述湿度计用于监测所述模拟室中的湿度值。

9、本发明一个较佳实施例中，在所述s2的步骤中，所述d0的预先确定，由模拟人员根据文献资料，结合实验条件，预先在一个喷头与植物样本之间合适距离的范围内选定一个距离值。

10、本发明一个较佳实施例中，在所述s2的步骤中，所述初始参数为所述喷头的压力参数、流量参数和喷射角度参数；所述初始条件为所述模拟室中的风速、温度和湿度。

11、本发明提供一种模拟放射性核素湿沉积的方法的装置，包括：模拟室、喷雾系统、储水筒、温湿度调节系统、新风系统、光源系统、植物样本、监控系统、控制器、升降系统、数据采集单元和关联模型；

12、所述储水筒用于存储放射性核素溶液；所述监控系统用于对所述模拟室内进行模拟降雨时的参数数据进行读取；所述控制器用于输出控制信号；所述升降系统用于对所述喷雾系统在所述模拟室中的高度进行升降；所述数据采集单元用于获取所述监控系统读取的参数数据；所述关联模型用于对参数数据与雨滴连续性和均匀性之间的关系进行建模。

13、本发明一个较佳实施例中，所述喷雾系统包括：喷头，水泵、连接管；所述喷头可进行调节压力、流量和喷射角度的调节，所述水泵的输入端和输出端通过所述连接管分别与所述喷头和所述储水筒连接。

14、本发明一个较佳实施例中，所述温湿度调节系统包括：涡旋压缩机、电子膨胀阀、电加热器和超声波加湿器。

15、本发明一个较佳实施例中，所述新风系统包括：变频调速风机。

16、本发明一个较佳实施例中，所述光源系统包括：包括植物生长钠灯泡和电子整流器。

17、本发明一个较佳实施例中，所述控制器控制所述喷雾系统利用所述储水筒内的放射性核素溶液，在所述模拟室中模拟降雨；所述控制器控制所述光源系统、所述温湿度调节系统和所述新风系统，分别对所述模拟室中提供光照、风速、温度和湿度模拟条件；所述监控系统将模拟降雨时的参数数据传输至所述数据采集单元；所述数据采集单元将数据传输至所述关联模型分析；所述关联模型将输出的所述喷头与所述植物样本之间的距离传输至所述控制器，由所述控制器控制所述升降系统调节所述喷雾系统中所述喷头与所述植物样本之间的距离。

18、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

19、(1)本发明提供了一种模拟放射性核素湿沉积的方法和装置，通过监测喷头压力、流量、喷洒角度，模拟风速、环境温度和湿度，并建立上述参数与雨滴连续性和均匀性之间的关联模型，能够更准确地反映实际湿沉积过程中各参数因素之间，对雨滴连续性和均匀性的作用和影响，通过优化参数组合，计算出在此参数组合下喷头与植物样本之间合适的距离，在模拟降雨时，由关联模型根据调控的各因素参数，自动输出趋近于预先设定d0的dn，控制喷头升降，达到控制喷头与植物样本之间的距离，使其保证雨滴的连续性和均匀性，确保模拟的准确性和真实性。

20、(2)本发明中通过优化喷头的压力和流量等参数，使得模拟的降雨过程更加接近自然界的降雨状态，避免了因过大的冲击力对植物组织造成的非自然损伤，轻柔接触性的模拟有助于更准确地评估放射性核素在植物表面的沉积方式和量，提高了模拟的准确性和真实性。

技术特征：

1.一种模拟放射性核素湿沉积的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法，其特征在于：在所述s1的步骤中，所述压力计用于监测所述喷头的压力值；所述流量计用于监测所述喷头的流量值；所述风速计用于监测所述模拟室中的风速值；所述温度计用于监测所述模拟室中的温度值；所述湿度计用于监测所述模拟室中的湿度值。

3.根据权利要求1所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法，其特征在于：在所述s2的步骤中，所述d0的预先确定，由模拟人员根据文献资料，结合实验条件，预先在一个喷头与植物样本之间合适距离的范围内选定一个距离值。

4.根据权利要求1所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法，其特征在于：在所述s2的步骤中，所述初始参数为所述喷头的压力参数、流量参数和喷射角度参数；所述初始条件为所述模拟室中的风速、温度和湿度。

5.基于权利要求1-4中任一项所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法的装置，其特征在于，包括：模拟室、喷雾系统、储水筒、温湿度调节系统、新风系统、光源系统、植物样本、监控系统、控制器、升降系统、数据采集单元和关联模型；

6.根据权利要求5所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法的装置，其特征在于：所述喷雾系统包括：喷头，水泵、连接管；所述喷头可进行调节压力、流量和喷射角度的调节，所述水泵的输入端和输出端通过所述连接管分别与所述喷头和所述储水筒连接。

7.根据权利要求5所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法的装置，其特征在于：所述温湿度调节系统包括：涡旋压缩机、电子膨胀阀、电加热器和超声波加湿器。

8.根据权利要求5所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法的装置，其特征在于：所述新风系统包括：变频调速风机。

9.根据权利要求5所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法的装置，其特征在于：所述光源系统包括：包括植物生长钠灯泡和电子整流器。

10.根据权利要求5所述的一种模拟放射性核素湿沉积的方法的装置，其特征在于：所述控制器控制所述喷雾系统利用所述储水筒内的放射性核素溶液，在所述模拟室中模拟降雨；所述控制器控制所述光源系统、所述温湿度调节系统和所述新风系统，分别对所述模拟室中提供光照、风速、温度和湿度模拟条件；所述监控系统将模拟降雨时的参数数据传输至所述数据采集单元；所述数据采集单元将数据传输至所述关联模型分析；所述关联模型将输出的所述喷头与所述植物样本之间的距离传输至所述控制器，由所述控制器控制所述升降系统调节所述喷雾系统中所述喷头与所述植物样本之间的距离。

技术总结本发明公开了一种模拟放射性核素湿沉积的方法，包括以下步骤：S1、准备包括可调节压力、流量和喷射角度喷头的喷雾系统、放射性核素溶液、压力计、流量计、风速计、温度计以及湿度计；通过监测喷头压力、流量、喷洒角度，模拟风速、环境温度和湿度，建立上述参数与雨滴连续性和均匀性之间的关联模型，更准确地反映实际湿沉积过程中各参数因素之间，对雨滴连续性和均匀性的作用和影响，优化参数组合，计算出此参数组合下喷头与植物样本之间合适的距离，在模拟降雨时，由关联模型根据调控的各因素参数，自动输出趋近于预先设定D<subgt;0</subgt;的D<subgt;n</subgt;，控制喷头升降，达到控制喷头与植物样本之间的距离，保证雨滴的连续性和均匀性，确保模拟的准确性和真实性。技术研发人员：赵明受保护的技术使用者：四川华益制药有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2