[发明专利]用于中子活化的样品辐照装置

说明书

本发明公开了一种用于中子活化的样品辐照装置，包括控制器、减速器、辐照器、真空罐、压缩空气罐、γ射线探测器。所述的减速器与辐照器上下设置并固定连接，辐照器与真空罐、压缩空气罐分别连接，γ射线探测器与辐照器固定连接；所述的减速器、辐照器、γ射线探测器分别与控制器电连接。本发明的用于中子活化的样品辐照装置作为在线中子活化样品传输与分析系统的重要和关键部件之一，具有将快速传输的样品盒减速和将活化的样品特别是过照的超剂量样品悬停在反应堆活性区外的堆池水中冷却及排出辐照管底部积水的功能，更有利于环境和工作人员的辐射防护，运行的稳定性和安全性好。

技术领域

本发明属于中子活化样品辐照技术及放射性同位素制备技术领域，具体涉及一种用于中子活化的样品辐照装置。

背景技术

中子活化分析采用反应堆的热中子对样品进行辐照活化，并用γ谱仪等核分析仪器对活化后的样品中指定放射性核素进行定性与定量分析。对于含有长寿命核素的活化样品，同大多数用于放射性同位素生产的靶件一样，可以在停堆状态下采用人工方法将样品盒装在辐照盒内送入辐照孔道进行较长时间的辐照，然后将辐照盒取出并转运至热室内取出辐照后的样品盒，再放入铅罐转移至指定地点进行样品处理与测量。而对于半衰期只有分钟级甚至秒量级的样品，往往需要辐照的时间很短，而且对辐照条件和样品传输与处理速度等有很高的要求，特别是对于大批量多品种样品的连续辐照，则需要建立具有自动进样辐照和辐照后的样品快速传输功能的自动化装置，并采用正压或负压方式实现样品盒在各工作区之间的传输，这种气动传输装置俗称“跑兔装置”。

辐照装置是跑兔装置中安全指标要求最高的组件，其底部安装在反应堆的活性区内，功能是实现样品在反应堆内的安全辐照。我国从20世纪70年代开始，中国工程物理研究院（本发明提出单位）和中国原子能科学研究院等，在其反应堆上建设了简易的跑兔装置，主要用于制样实验室与反应堆辐照区之间单一的点对点的样品传输，所用的辐照器仅为具有进气和排气功能的双层套管。尽管目前国内在用的跑兔装置有了一定程度的改进，但辐照器的结构和功能一直没有明显的改进，现有的辐照器在高湿度环境条件下长时间运行后，空气中的水蒸气容易在辐照器及其外连接的管道内壁上凝结，并集结在位置较低的辐照器底部（没在反应堆池水中辐照器和管道可能出现微渗漏，堆池水也会进入辐照箱），存在空气中被活化的尘埃或摩擦辐照箱内壁的掉粉粘附在样品盒上，进而污染样品或污染样品测量管、制样间、样品暂存器等设施和设备的安全隐患，往往需要事先通入干燥的热空气去湿处理。现有技术对于样品盒在进入辐照管道之前的减速一般采用提前关闭压缩空气进气阀和排气阀，使样品盒在惯性作用下通过排挤辐照管内密闭的空气而减速，减速后的样品盒在其重力作用下缓慢降至辐照管底，存在样品盒从减速到落到辐照管底的时间较长及减速效果易受到气压波动和样品重量变化的影响等不足，不利于对样品盒辐照时间的精准控制。另，现有的辐照器缺少样品盒出堆时在线的辐射剂量监测、超剂量样品盒在堆内非活性区悬停冷却等技术和功能，存在超剂量样品盒在长距离的转运过程中对其经过的环境空间和工作人员造成辐射危害的安全隐患。而具有防范辐照箱内积水污染样品盒及测量管、制样间、样品暂存器等设备和设施，防止超剂量兔盒传输造成环境和人员辐射危害，具备超剂量样品盒在反应堆活性区外的堆水池内悬停冷却功能的更加安全的辐照装置尚未见公开报道。

发明内容

为了克服现有技术中的辐照器存在不具有防范辐照箱内积水污染样品盒及测量管等器物、出堆样品盒在线的辐射剂量监测、在堆内非活性区悬停冷却超剂量样品盒等技术和功能的不足，消除超剂量样品盒在长距离的转运过程中对其经过的环境空间和工作人员造成辐射危害和被污染样品盒传输的安全隐患，提高对样品辐照时间控制的准确度，本发明提供一种用于中子活化的样品辐照装置。

实现本发明的技术方案如下：

本发明的用于中子活化的样品辐照装置，其特点是，所述的样品辐照装置包括控制器、减速器、辐照器、真空罐、压缩空气罐、γ射线探测器，其连接关系是，所述的减速器与辐照器上下设置并固定连接，辐照器与真空罐、压缩空气罐分别连接，γ射线探测器与辐照器固定连接；所述的减速器、辐照器、γ射线探测器分别与控制器电连接。