[发明专利]一种用于快中子辐照自动旋转的装样装置

说明书

技术领域

本发明涉及中子照射装置，更具体地是一种用于快中子辐照自动旋转的装样装置。

背景技术

中子照射在很多科学领域都有很多广泛的应用。如地质科学中的中子活化分析、裂变径迹及⁴⁰Ar/³⁹Ar定年都依赖于中子照射。样品照射时中子的通量梯度是影响照射质量的重要因素。以在地球科学中广泛应用的⁴⁰Ar/³⁹Ar定年为例，中子通量的垂向梯度可以通过已知年龄的标准物质来确定，并可通过加密标准物质获得更加精确的中子通量曲线，而且可以将样品放在中子通量梯度较小的孔道中央部位；如果样品照射过程中保持一定速率的旋转，中子通量的水平梯度则可以忽略，不同位置回归出的垂向中子通量梯度也基本一致，通过多元回归可以得到更加精确的中子通量参数，可以达到0.2％。然而国内用于科研的反应堆服役已超过50年，由于技术及安全原因，在样品照射时不能保持旋转，这就使样品照射的水平梯度每厘米超过5％，这给⁴⁰Ar/³⁹Ar定年向微区微量样品高精度定年发展带来了很大困难，与国际年代学组织EARTHTIME提出的将⁴⁰Ar/³⁹Ar测年精度提高到0.1％的目标相差甚远，也为利用激光微区技术真实揭露地质样品本身年龄梯度带来困扰，甚至会得到错误的地质意义解读。目前中子照射通量的均一性已成为⁴⁰Ar/³⁹Ar年代学学科发展的重要瓶颈之一，同样对地球科学发展带来了很大影响。目前还没有一种用于快中子辐照自动旋转的装样装置，来获得水平方向相对均一的中子通量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于快中子辐照自动旋转的装样装置，以克服现有中子照射技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供的装样装置，其包括：

一端为可拆卸的外筒，其上、下两端面开有多个扇形孔，以保障水流顺畅；

外筒内部设有一内罐体，该内罐体为带底筒状，其开口的一端设有一盖；

内罐体的两端分别套在上旋转盖及下托盘中，上旋转盖支撑在外筒的上端面内，下托盘支撑在外筒的底端内；上旋转盖的轴杆上固定有叶轮，由上旋转盖及下托盘的支撑以及叶轮的转动使内罐体在通过外筒两端扇形孔的水流作用下旋转。

所述的装样装置，其中，外筒与内罐体为圆形体。

所述的装样装置，其中，外筒两端面的多个扇形孔的开孔面积占该端面的2/3以上。

所述的装样装置，其中，上旋转盖及下托盘的两个顶端各设有端面为半球形的轴杆。

所述的装样装置，其中，外筒的上端面轴线上设有半球形凹槽，外筒的底面设有底盖，该底盖轴线上设有半球形凹槽，两个半球形凹槽为同轴相对；上旋转盖的半球形的轴杆套设在外筒上端面轴线的半球形凹槽中，下托盘的半球形的轴杆套设在外筒底面的底盖上的半球形凹槽中。

所述的装样装置，其中，内罐体开口端的盖为螺旋盖，在螺旋盖上开有一内多角孔。

所述的装样装置，其中，该内多角孔为六角孔。

所述的装样装置，其中，所有组件材质均为纯铝，所有组件的厚度为1-2mm。

所述的装样装置，其中，上旋转盖的轴杆上固定的叶轮通过锁扣固定。

本发明提供的用于快中子辐照自动旋转的装样装置，利用反应堆中冷却水的流动，带动样品罐沿垂直轴向转动，以实现照射时水平方向中子通量的均匀。其结构简单，使用方便，不会给反应堆带来安全隐患。同时冷却水和样品罐直接接触，可以有效降低照射时镉皮及样品自身吸收热中子产生的热效应对样品的影响。

附图说明

图1为本发明一种用于快中子辐照自动旋转的装样装置的俯视图。

图2为图1对应的剖视图。

具体实施方式

本发明的装样装置，其圆柱性外筒尺寸与反应堆现用辐照用筒尺寸一致，且为纯铝材质。外筒一端为固定窗口，另一端为可旋转拆卸窗口，窗口应保证足够水流通过。叶轮相对于轴角度合适，保证轴在水流的作用下获得最大的转动力矩，带动罐体转动。装样装置中的内罐体密封性能好。

以下结合附图作进一步的说明。

请参阅图1和图2所示，本发明的用于快中子辐照自动旋转的装置，由外筒1、底盖2、上旋转盖3、下托盘4、内罐体5、锁扣6、叶轮7部分等构成。本发明的上述组件材质均为纯铝，以保证照射后没有放射性，既避免对人体伤害也能够重复利用，所有部件厚度为1至2mm，使用中不易变形。