[发明专利]一种用于核素迁移研究的气氛控制系统

说明书

技术领域

本发明属于放射性废物处理技术领域，涉及一种用于核素迁移研究的气氛控制系统。

背景技术

深地质处置是专门针对高水平放射性废物最可行的长期管理方案。它将放射性废物埋藏在地下500到1000米的稳定岩石层内，建设成处置库，利用自然环境和人工设施构成的多重屏障，能长期(万年乃至更长时间)有效地防止放射性向人类生活圈扩散。放射性废物处置库开发的前期需要大量的验证实验，其中包括研究模拟以气氛条件为核心的处置库环境下的核素迁移行为。实验室获得模拟气氛条件的常规途径是采用低氧手套箱。

低氧手套箱能利用实验室场所常用的气氛控制设备，将惰性气体或含有其他特定气体的惰性气体充入密闭箱体内，箱内自动化的气体净化系统利用可再生的分子筛、铜触媒等清除水、氧气，从而获得一个长期稳定的特定气氛条件。满足实验要求的低氧手套箱的基本技术指标是：氧含量小于1ppm；泄漏率≤0.05Vol％/h。

但现有的低氧手套箱在实际使用过程中存在如下问题或不足：

1、在核素迁移实验需要进行不同二氧化碳、氢气浓度条件研究时，单个低氧手套箱内无法同时进行多个条件的实验研究。

2、核素迁移实验中导入物料多为含水体系，操作这些物料的过程会造成低氧手套箱内水蒸汽含量剧然上升，从而使净化材料铜触媒和分子筛过快失效。

3、低氧手套箱造价和成本高，如国内制造商如米开罗那、威格生产的标准单工位手套箱(非定制)售价不低于12万人民币。

4、低氧手套箱及其配套设施占用空间大，甚至需占单独房间，且它们搬运、转移不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，以能够降低成本，降低空间占用，易于搬运转移，并使其中使用的净化材料更易更换。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，所述的气氛控制系统包括取样器/测量探头、无氧瓶、高压钢瓶气管、高压钢瓶、反应瓶/除氧瓶、进气管、出气管、物料通道、管道密封件、气阀，

所述的无氧瓶包括瓶体和用于密封瓶体的密封盖，所述的反应瓶/除氧瓶设置在所述的瓶体内；

所述的进气管、出气管、物料通道设置在所述的密封盖上，且它们连通大气的一端可被所述的管道密封件可拆卸的密封；

所述的气阀设置在所述的进气管、出气管上，所述的进气管可拆卸的通过所述的高压钢瓶气管与所述的高压钢瓶连接；

所述的物料通道用于向所述的反应瓶/除氧瓶中加入物料，并在其中插入所述的取样器/测量探头后用于对所述的反应瓶/除氧瓶中的物料进行取样或测量。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的高压钢瓶气管的材质为铜；所述的瓶体的材质为玻璃；所述的密封盖的材质为不锈钢。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的反应瓶/除氧瓶中的至少一个用于装盛氯化亚铁溶液和碳酸钙溶液。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的管道密封件为螺母盖。

在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的气氛控制系统还包括垫片，所述的垫片可拆卸的设置在所述的螺母盖与所述的进气管、出气管或物料通道之间，用于进一步密封所述的进气管、出气管、物料通道。

在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的螺母盖的材质为不锈钢；所述的垫片的材质为硅胶。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的气氛控制系统还包括设置在所述的瓶体内的旋转支架，用于带动置于其上的所述的反应瓶/除氧瓶在所述的瓶体内旋转。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的气氛控制系统还包括卡钳螺钉、密封垫片、真空泵专用封泥，所述的密封垫片设置在所述的瓶体和所述的密封盖之间，其内侧设置所述的真空泵专用封泥，外侧设置所述的卡钳螺钉。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种用于核素迁移研究的气氛控制系统，其中所述的气氛控制系统还包括设置在所述的高压钢瓶气管上的洗气瓶，用于对所述的高压钢瓶中导出的高压气体进行清洗。