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專利名稱：中子伽瑪聯(lián)合測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于放射性廢物檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種中子伽瑪聯(lián)合測量裝置。
背景技術(shù)：
核設(shè)施在生產(chǎn)、運(yùn)行及退役過程中產(chǎn)生了大量的放射性固體廢物，廢物產(chǎn)生單位通常將這些廢物整備后裝入208升標(biāo)準(zhǔn)廢物桶。在處置這些核廢物之前，必須對其進(jìn)行準(zhǔn)確鑒別和測量，以區(qū)分廢物中所含核物料類型及準(zhǔn)確測量所含核物料的量，以便對核廢物進(jìn)行處理處置。在核廢物桶的測量中，針對核廢物來源固定且已知的測量對象，可測量其中子發(fā)射率或者測量特征Y射線發(fā)射率確定核物料的含量。但是對于組成較復(fù)雜的物料或者在內(nèi)部核物料類型未知的物料，僅僅通過測量Y射線發(fā)射率或者中子之一，難以對內(nèi)部核物料進(jìn)行準(zhǔn)確定量，因此需要一種能夠?qū)χ凶雍蚘射線發(fā)射率同時測量的裝置，以對廢物桶內(nèi)核物料進(jìn)行全面的分析測量。另外，在廢物桶測量過程中，由于容器尺寸較大，其內(nèi)部介質(zhì)對放射性核素的Y射線衰減比較大，為了準(zhǔn)確得到介質(zhì)對特定核素的特定能量的衰減修正，必須知道一定的介質(zhì)信息，通常采用增加透射源測量的方式進(jìn)行修正。具體做法為:在透射源打開狀態(tài)時，分別記錄下有/無廢物桶狀態(tài)下的透射源能譜，通過兩種狀態(tài)下的能譜特征Y能峰計數(shù)率的比對，得出容器內(nèi)介質(zhì)對特征Y能峰的衰減參數(shù)，進(jìn)而可對關(guān)閉透射源狀態(tài)下廢物桶自發(fā)射的Y射線進(jìn)行衰減修正。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的
本發(fā)明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，提出了一種能夠同時對廢物桶中物料進(jìn)行中子和Y射線測量以對物料進(jìn)行定量分析的裝置。(二)技術(shù)方案
中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，該裝置包括Y探測器部分及透射源部分，關(guān)鍵在于，該裝置還包括中子測量裝置，對廢物桶中物料測量時，中子測量裝置固定不動，廢物桶在旋轉(zhuǎn)平臺上旋轉(zhuǎn)，透射源部分及Y探測器部分在廢物桶高度方向上同步移動，從而實(shí)現(xiàn)廢物桶內(nèi)中子和Y射線的同時測量。
優(yōu)選地，所述的中子測量裝置為半圓柱形中子測量環(huán)，其材質(zhì)為聚乙烯，靠近半圓柱內(nèi)側(cè)嵌有一根或多根3He中子管，3He中子管有效中心點(diǎn)高度與廢物桶中心高度一致。優(yōu)選地，所述的伽瑪探測器部分靠近廢物桶的一端裝有喇叭形的鉛準(zhǔn)直器和圓柱形探測器鉛屏蔽體，伽瑪探測器部分安裝在導(dǎo)軌架上，在提升電機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)在廢物桶高度方向上移動。優(yōu)選地，所述的透射源部分包括透射源及鉛屏蔽體，透射源位于鉛屏蔽體中，透射源及屏蔽體安裝在導(dǎo)軌架上實(shí)現(xiàn)在廢物桶高度方向上移動，測量過程中，透射源發(fā)出的放射性射線通過屏蔽體上的透射孔照射廢物桶中物料。優(yōu)選地，所述的伽瑪探測器和透射源部分在導(dǎo)軌架上移動的長度與廢物桶的高度—致。優(yōu)選地，所述的旋轉(zhuǎn)平臺主要包括大、小旋轉(zhuǎn)齒輪、承重臺和電動輥軸，其中旋轉(zhuǎn)控制電機(jī)與小齒輪固定連接，小齒輪與固定在可旋轉(zhuǎn)承重臺上的大齒輪咬合，進(jìn)而通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動承重臺旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)廢物桶的旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述的承重臺上固定有電動輥軸，每根輥軸內(nèi)部自帶微型電機(jī)，進(jìn)而帶動其上的廢物桶進(jìn)入旋轉(zhuǎn)平臺測量位置。優(yōu)選地，該裝置還包括前引平臺，該平臺包括不銹鋼輥軸及控制電機(jī)，廢物桶先置于前引平臺上的輥軸上，旋轉(zhuǎn)平臺的電動輥軸和前引平臺輥軸正向運(yùn)動，使廢物桶前進(jìn)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)平臺測量位置，旋轉(zhuǎn)平臺的電動輥軸和前引平臺輥軸反向轉(zhuǎn)動，將廢物桶后退移出旋轉(zhuǎn)平臺。(三)有益效果
采用本發(fā)明提供的一種中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，該裝置在現(xiàn)有的廢物桶測量裝置基礎(chǔ)上還包括中子測量裝置，且中子測量裝置的形狀與桶的形狀相一致，能夠?qū)崿F(xiàn)對標(biāo)準(zhǔn)廢物桶中的物料進(jìn)行中子和Y射線同時測量；其次，利用該裝置的前引平臺和旋轉(zhuǎn)平臺正、反向運(yùn)動可使廢物桶平穩(wěn)地進(jìn)入或移出旋轉(zhuǎn)平臺，而非采用傳統(tǒng)的吊機(jī)吊裝形式，可使操作更便利。另外，該裝置的中子測量裝置和Y探測器測量部分為可拆卸的，可分開單獨(dú)使用。


圖1是中子伽瑪聯(lián)合測量裝置示意 1.中子測量裝置；2.透射源部分；3.Y探測器部分；4.旋轉(zhuǎn)平臺；5.前引平臺。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1
中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，如圖1，該裝置包括Y探測器部分3及透射源部分2，關(guān)鍵在于，該裝置還包括中子測量裝置1，對廢物桶中物料測量時，中子測量裝置I固定不動，廢物桶在旋轉(zhuǎn)平臺4上旋轉(zhuǎn)，透射源部分2及Y探測器部分3在廢物桶高度方向上同步移動，從而實(shí)現(xiàn)廢物桶內(nèi)中子和Y射線的同時測量。
所述的中子測量裝置I為半圓柱形中子測量環(huán)，其材質(zhì)為聚乙烯，靠近半圓柱內(nèi)側(cè)嵌有20根3He中子管，3He中子管有效中心點(diǎn)高度與廢物桶中心高度一致。所述的Y探測器部分3靠近廢物桶的一端裝有喇叭形準(zhǔn)直器的鉛準(zhǔn)直器和圓柱形探測器鉛屏蔽體，Y探測器部分3安裝在導(dǎo)軌架上，在提升電機(jī)的作用下實(shí)現(xiàn)在廢物桶高度方向上移動。所述的透射源部分2包括透射源及鉛屏蔽體，透射源位于鉛屏蔽體中，透射源及屏蔽體安裝在導(dǎo)軌架上實(shí)現(xiàn)在廢物桶高度方向上移動，測量過程中，透射源發(fā)出的放射性射線通過屏蔽體上的透射孔照射廢物桶中物料。所述的Υ探測器部分3和透射源部分2在導(dǎo)軌架上移動的長度與廢物桶的高度—致。所述的旋轉(zhuǎn)平臺4主要包括大、小旋轉(zhuǎn)齒輪、承重臺和3根電動輥軸，其中旋轉(zhuǎn)控制電機(jī)與小齒輪固定連接，小齒輪與固定在可旋轉(zhuǎn)承重臺上的大齒輪咬合，進(jìn)而通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動承重臺旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)廢物桶的旋轉(zhuǎn)。所述的承重臺由2根不銹鋼承重輥軸組成，每根輥軸內(nèi)部自帶微型電機(jī)，控制輥軸的運(yùn)動，進(jìn)而帶動其上的廢物桶進(jìn)入旋轉(zhuǎn)平臺測量位置。該裝置還包括前引平臺5，該平臺包括5根不銹鋼輥軸及控制步進(jìn)電機(jī)，廢物桶先置于前引平臺5上的輥軸上，旋轉(zhuǎn)平臺4的電動輥 軸和前引平臺5輥軸轉(zhuǎn)動正向運(yùn)動，使廢物桶前進(jìn)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)平臺4的測量位置，旋轉(zhuǎn)平臺4電動輥軸和前引平臺5輥軸反向轉(zhuǎn)動，將廢物桶后退移出裝置。利用該裝置進(jìn)行核物料中子伽瑪聯(lián)合測量具體操作方法的步驟為:
(I)利用外部導(dǎo)軌將待測廢物桶放入前引平臺5中，在電機(jī)的作用下，前引平臺5的輥軸和旋轉(zhuǎn)平臺4的輥軸正向運(yùn)動，使廢物桶前進(jìn)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)平臺4的測量位置。( 2 )旋轉(zhuǎn)平臺4開始旋轉(zhuǎn)。(3)調(diào)整透射源屏蔽體和Y探測器部分3的平臺先回到“零點(diǎn)”位置(即在廢物桶的底部位置)，打開透射源并同時使透射源屏蔽體和Y探測器部分3開始同步向上運(yùn)動，開始透射源測量。(4)透射源屏蔽體和Y探測器部分3平臺運(yùn)動至廢物桶頂部后，透射測量結(jié)束，關(guān)閉透射源。(5)透射源屏蔽體和Y探測器部分3平臺開始同步向下運(yùn)動，開始自發(fā)射測量，同時中子測量裝置開始工作。(6)透射源屏蔽體和Y探測器部分3平臺運(yùn)動至待測桶底部后，停止中子測量裝置和自發(fā)射測量。(7)前引平臺輥軸和旋轉(zhuǎn)平臺輥軸反向運(yùn)動，將待測桶運(yùn)送出測量位置，測量結(jié)束。利用該裝置對模擬的核廢物桶中的放射性物料進(jìn)行測量，所得結(jié)果與真值誤差在10%以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，該裝置包括Y探測器部分(3)及透射源部分(2)，其特征在于，該裝置還包括中子測量裝置(1)，對廢物桶中物料測量時，中子測量裝置(1)固定不動，廢物桶在旋轉(zhuǎn)平臺(4)上旋轉(zhuǎn)，透射源部分(2)及Y探測器部分(3)在廢物桶高度方向上同步移動，同時測量廢物桶內(nèi)中子和Y射線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，其特征在于，所述的中子測量裝置(I)為半圓柱形中子測量環(huán)，其材質(zhì)為聚乙烯，靠近半圓柱內(nèi)側(cè)嵌有一根或多根3He中子管，3He中子管有效中心點(diǎn)高度與廢物桶中心高度一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，其特征在于，所述的Y探測器部分(3)靠近廢物桶的一端裝有喇叭形的鉛準(zhǔn)直器和圓柱形探測器鉛屏蔽體，Y探測器部分(3)安裝在導(dǎo)軌架上，在提升電機(jī)的作用下在廢物桶高度方向上移動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，其特征在于，所述的透射源部分(2)包括透射源及鉛屏蔽體，透射源位于鉛屏蔽體中，透射源及屏蔽體安裝在導(dǎo)軌架上實(shí)現(xiàn)在廢物桶高度方向上移動，測量過程中，透射源發(fā)出的放射性射線通過屏蔽體上的透射孔照射廢物桶中物料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，其特征在于，所述的Y探測器部分(3)和透射源部分(2)在導(dǎo)軌架上移動的長度與廢物桶的高度一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，其特征在于，所述的測量旋轉(zhuǎn)平臺(4)主要包括大、小旋轉(zhuǎn)齒輪、承重臺和電動輥軸，其中旋轉(zhuǎn)控制電機(jī)與小齒輪固定連接，小齒輪與固定在可旋轉(zhuǎn)承重臺上的大齒輪咬合，進(jìn)而通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動承重臺旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)廢物桶的旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，其特征在于，所述的承重臺上固定有電動輥軸，每根輥軸內(nèi)部自帶微型電機(jī)，進(jìn)而帶動其上的廢物桶進(jìn)入旋轉(zhuǎn)平臺中心位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子伽瑪聯(lián)合測量裝置，其特征在于，該裝置還包括前引平臺(5)，該平臺包括不銹鋼輥軸及控制電機(jī)，廢物桶先置于前引平臺(5)上的輥軸上，旋轉(zhuǎn)平臺(4)的電動輥軸和前引平臺(5)輥軸正向運(yùn)動，使廢物桶前進(jìn)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)平臺(4)的測量位置，旋轉(zhuǎn)平臺(4)的電動輥軸和前引平臺輥軸反向轉(zhuǎn)動，將廢物桶后退移出旋轉(zhuǎn)平臺(4)。
全文摘要
本發(fā)明屬于放射性廢物檢測技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種中子伽瑪聯(lián)合測量裝置。該裝置包括γ探測器部分及透射源部分，還包括中子測量裝置，對廢物桶中物料測量時，中子測量裝置固定不動，廢物桶在旋轉(zhuǎn)平臺上旋轉(zhuǎn)，透射源部分及γ探測器部分在廢物桶高度方向上同步移動從而實(shí)現(xiàn)廢物桶內(nèi)中子和γ射線的同時測量。該裝置操作簡單，能夠?qū)U物桶中物料進(jìn)行定量分析。
文檔編號G01N23/09GK103245681SQ201310168908
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者柏磊, 邵婕文, 程毅梅, 劉宏斌, 劉大鳴, 何麗霞, 王仲奇, 祝利群 申請人:中國原子能科學(xué)研究院