[发明专利]一种导线地面辐射试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及辐射效应技术领域，具体涉及一种导线地面辐射试验装置及方法。

背景技术

在航天器设计中选择材料时必须考虑辐射对材料性能效应的影响，以保证其在空间辐射环境中完成预定的功能，因此材料在空间应用之前必须进行地面辐照试验，地面辐照试验采用的模拟源通常为γ射线源和高能电子。

高能电子具有很高的剂量率，可以缩短试验周期，提高试验效率，但由于高能电子的穿透能力有限，限制了高能电子作为辐照模拟源的使用。

目前使用高能电子作为模拟源时，为了提高高能电子在材料中的沉积深度，采用对样品进行翻面的方法，此种方法对于平板材料，使用相同能量的电子，可以有效提高可辐照材料的厚度，然而对与空间辐射效应评价中常用的导线等圆柱形材料，则会使在材料中的剂量沉积均匀性变差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种导线地面辐射试验装置，能够使得受辐照样品在辐照时连续匀速转动保证样品受辐照剂量均匀沉积。

本发明的导线地面辐射试验装置，包括辐照源、电动机、电动机转轴、夹具、垂直固定支架、垂直移动支架和水平底座，其中，垂直固定支架固定安装在水平底座上；电动机固定安装在垂直固定支架上，电动机转轴穿过垂直固定支架；夹具固定安装在电动机转轴上；垂直移动支架安装在水平底座上，与垂直固定支架相对，可沿水平底座移动；垂直移动支架在电动机转轴的相对位置设有开孔；其中，电动机转轴均速旋转，转速不超过20转/分，且辐照时间内转动圈数大于10；

辐射源能量的确定方式为：从导线的绝缘层材料的剂量沉积曲线组中找到横坐标为(R₂-R₁)时、纵坐标在(R₁/R₂)±15％范围内的剂量沉积曲线，剂量沉积曲线对应的能量即为辐射源能量，其中，R₂为导线绝缘层的半径，R₁为导线铜芯的半径。

其中，所述夹具、垂直固定支架、垂直移动支架和水平底座采用硬铝材料制成。

一种采用上述导线地面辐射试验装置进行导线地面辐射试验方法，包括如下步骤：

步骤1，将导线放置在导线地面辐射试验装置上，导线一端由夹具固定，另一端放置在垂直移动支架的孔内，根据导线长度设置垂直移动支架与垂直固定支架之间的距离；

步骤2，将导线地面辐射试验装置放置在辐照源下方，调整电动机转速，使得电动机匀速旋转，并且在规定的辐照时间内转动圈数超过10，且电动机转速不超过20转/分；

步骤3，根据不同能量高能电子在导线绝缘层材料中的剂量沉积曲线，选择横坐标为(R₂-R₁)时、纵坐标在(R₁/R₂)±15％范围内的剂量沉积曲线，剂量沉积曲线对应的能量即为辐射源能量，辐照剂量率为要求剂量率，对导线进行辐照试验，辐照规定的辐照时间。

有益效果：

本发明结构简单，使用方便，能使得高能电子在导线等圆柱形材料中均匀沉积。

附图说明

图1为本发明装置结构示意图。

图2为导线规格示意图。

图3为典型高能电子(1Mev)在材料(聚四氟乙烯)中的剂量沉积曲线。

图4为导线辐照时示意图。

其中，1-电动机(附减速装置)，2-电动机转轴，3-夹具，4-垂直固定支架，5-垂直移动支架，6-水平底座，7-导线。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本发明提供了一种导线地面辐射试验装置，如图1所示，包括电动机1、电动机转轴2、夹具3、垂直固定支架4、垂直移动支架5和水平底座6，其中，垂直固定支架4固定安装在水平底座6上；电动机1固定安装在垂直固定支架4上，电动机转轴2穿过垂直固定支架4；夹具3固定安装在电动机转轴2上，用于夹住导线7；垂直移动支架5安装在水平底座6上，与垂直固定支架4相对，垂直移动支架5在电动机转轴2的相对位置设有开孔，用于支撑导线7，垂直移动支架5可沿水平底座移动，根据导线7的长度设置垂直固定支架4与垂直移动支架5之间的距离。

本发明采用这种运动装置使样品材料在辐照时进行匀速旋转，使辐照剂量在材料中均匀沉积，适合导线等圆柱形材料的高能电子辐照试验。

其中，由于铝在辐照时，对辐照场影响较小，因此，夹具3、垂直固定支架4、垂直移动支架5和水平底座6采用硬铝材料制成。