[其他]固体球γ辐照回路装置

说明书

固体球γ辐照回路装置属于γ辐射源技术。本发明提供一种以固体成形球为γ载体、以气力输送的反应堆附设辐照回路装置。作为大型γ辐照源。其特点是将具有气动单一器的活化器及不同形状的辐照器相结合。构成固体球流动的γ辐照回路，代替已在某些反应堆上采用的液态金属铟－镓辐照回路。本发明提供的辐照回路装置结构简单，比较安全和经济实用。可在多种类型的反应堆，特别是低温供热反应堆上应用，获得核能综合利用的效果。

本发明是关于核反应堆附设的γ辐照回路装置。属于γ辐照源技术。

核辐射加工技术在食品保鲜、商品养护、医疗器械及其他用品的消毒、材料改性、塑料接枝、三废处理以及农作物花卉育种等方面得到了广泛的应用。世界各国采用的辐射源主要是电子加速器和钴-60γ辐射源。钴源的大型装置已达到几百万居里（见中国科学技术情报研究所重庆分所编，辐射应用，1981年）。由于辐射加工技术具有效率高、杀虫灭菌彻底、能耗低、在常温下工作、操作简便、无污染、无残毒等优点，因而应用范围迅速扩大，对辐射源的需求量也很快增加。

苏联从1958年开始，相继在几座池式实验用反应堆上建造了液态金属铟-镓辐照回路装置，作为强γ源应用（见恩.普.瑟尔库斯等。辐射工艺与动力化工综合生产，即Сыркус，Н.П.идр.Радиацнонная Технодогин и компдекснне энергохимические проиэводстна. Москва，Атомиэдат，1980。）

由于液态金属与水冷反应堆的冷却剂及结构材料易发生氧化及腐蚀等作用，因此要求双层管壁保护，管系结构复杂。又由于铟镓合金价格昂贵。装量受到限制，使得该装置的中子-γ转换效率不高。虽然二十多年的研究。目前还仅用作研究用反应堆的实验装置。难于扩大规模，推广应用。早期也曾有过利用固体锰粉封装在球壳中构成辐照回路的设想（见阿.斯.金顿等著，辐照回路-γ辐射源。即Диндун，А.С.и цр.Радпационе контур-источники гамма-иэлучения.Рига.эинатне.1969.）

但其堆内输球系统还需从堆外引进机械传动机构。给反应堆的密封和防护带来一定的复杂性。难以实际应用，因此以后多年未见报导。到目前为止，辐照回路的实验研究一直以铟镓液态金属为载体进行。

西德在六十年代开始研制了球床高温气冷堆。采用石墨包壳的燃料球在堆内无规则堆积。在管道内由气力输送固体球的方案，并研制了堆芯出口的电动单一器等专用设备（见机械工程师学会。会议录1968-69，卷183.3G部分，气冷反应堆的燃料装卸。即Institution of Mechanical Engineers，Proceedings 1968-69，Vol 183 part 3G，Refuelling of Gas-Cooled Reactors.及EUR4190，卵石床和颗粒材料问题1968。即EUR 4190，Prablems of The Pebble bed and Granular Materials，1968）。

西德首先实现了大量强放射球体的气力输送，但不是用于γ辐照回路，仅用来装卸气冷反应堆燃料。其特点是固体球由堆芯下方出口流出。经电动单一器将无规则球导入管道。这种方法还不能用于一般水冷反应堆的辐照回路。因为水冷反应堆不希望堆芯下部有开口，容易引起失水事故，而一般池式水冷堆在下部开口就更不可能。因此在堆内输球回路上不宜于采用某种带电动或机械传动的单一器等。

本发明的目的是利用堆内回路全气力输球及利用γ载体球有序排列的多种辐照器，简化辐照回路装置的结构，达到在反应堆上建造大型的经济实用的γ辐照源装置。

本发明的主要内容是：

1.以中子激活后产生几十分至几小时半衰期的γ辐射元素（例如锰或铟）为基体，由锰或铟的合金球包复以其他元素（例如铝）的复盖层。球直径为8至24毫米。以此包复状态的固体成形球为γ载体。

2.在活化器（载体球在其中被中子活化的容器）和辐照器（载体球在其中辐射出γ射线的容器）等设备内。载体球有序排列，并利用球体自流动性保持缓慢移动。即球的流道均保持与水平面有倾斜角度。其角度在2至15度以内。