一种放射源屏蔽容器的制作方法

本实用新型涉及在工业、交通等领域应用的放射源的安全防护装置，特别涉及一种放射源屏蔽容器。

背景技术：

高速公路绿色通道车辆辐射透视成像检查系统中，采用钴-60放射源作为射线源，曾经采用Ⅱ类钴-60放射源，检查系统安装在高速公路的服务区内或收费站出口/入口的广场上。存在的问题是：司机不愿意进服务区或广场，怕耽误他们的时间，司机愿意以正常的行车速度通过收费站，在此过程中接受检查。为了提高绿色通道车辆的检查效率，用户要求把检查系统安装在收费站的安全岛上。但是，安全岛是一个完全开放的场所，卡车司机、收费员、保安人员和其他公众人员随时都可能从检查系统旁边经过，甚至停留一会。因此，如果把检查系统安装在收费站的安全岛上，尽量降低检查系统周围的辐射剂量水平，尽量减少辐射对环境和人员潜在的危害，成为设计者的必须要解决的问题。

解决上述问题的途径有两个：一是采用尽可能低的放射性活度的钴-60放射源；二是制造屏蔽效果尽可能好的放射源的屏蔽容器。经过反复实验，证明Ⅳ类钴-60放射源能够满足绿色通道车辆检查的需要，生产检查系统的厂家先后都采用了Ⅳ类钴-60放射源。为了进一步降低检查系统周围环境的辐射剂量水平，必须研究设计、制造屏蔽效果更好的放射源的屏蔽容器。现有技术中为了达到较好的屏蔽效果，允许射线射出或禁止射线射出的射线快门的重量重，惯性大，成本高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种放射源屏蔽容器，在具备较好的屏蔽辐射效果的基础上，射线快门组件的重量轻，惯性小，成本低。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种放射源屏蔽容器，包括：屏蔽体，其用于放置放射源；射线快门组件，其包括第一射线快门和第二射线快门，所述第一射线快门和第二射线快门均设于所述屏蔽体内；驱动机构，其与所述射线快门组件连接用于驱动所述第一射线快门和第二射线快门转动，以使射线经所述第一射线快门和第二射线快门射出或禁止射线射出；以及射线准直器，其设于所述屏蔽体上用于对从所述射线快门组件射出的射线进行约束。

作为优选，所述屏蔽体包括半球体状的第一部分以及圆柱体状的第二部分，所述第一部分的平面侧与所述第二部分的一端的端面相贴合；所述放射源设置在所述第一部分内；所述射线快门组件设置在所述第二部分内。

作为优选，所述第一部分内设置有经过所述第一部分的球心的导管，所述放射源设置在所述导管内并且位于所述第一部分的球心处。

作为优选，所述第一射线快门和第二射线快门均为圆柱体状，所述第一射线快门和第二射线快门的轴线与所述屏蔽体的第二部分的轴线垂直且沿射线的射出方向并排设置。

作为优选，所述第一射线快门和第二射线快门的两端分别设置转轴，所述第一射线快门和第二射线快门的两端分别通过转轴与所述第二部分转动连接；所述驱动机构包括致动器、齿条和两个齿轮，所述第一射线快门和第二射线快门的位于同侧的转轴上分别固定装配有所述齿轮，所述齿条同时与两个所述齿轮啮合，所述致动器与所述齿条连接用于驱动所述齿条往复运动。

作为优选，所述致动器为电磁推动器、电液推动器、电动推杆或直线行程电动执行器。

作为优选，所述第一射线快门和第二射线快门均由钨合金材质制成；所述屏蔽体采用铅制成。

作为优选，所述第一射线快门和第二射线快门上允许射线射出的狭缝的宽度均为4mm～8mm；所述射线准直器上允许射线射出的狭缝的宽度为4mm～8mm、长度为400mm～800mm，以将射线约束成水平张角为0.1°～0.2°，垂直张角60°～80°的扇形窄束。

作为优选，所述放射源为钴-60、铯-137、铱-192、镭-226、钡-133，所述放射源的放射性活度为：2.96х10⁸贝可～1.11х10¹³贝可。

作为优选，所述放射源屏蔽容器还包括快门状态显示装置、底座和外罩，所述快门状态显示装置包括两个通过所述齿条触发的行程开关以及与所述行程开关连接的指示灯；所述屏蔽体、所述驱动机构以及所述快门状态显示装置均固定设置在所述底座上，所述外罩罩设在所述底座、所述屏蔽体、所述驱动机构以及所述快门状态显示装置外。

与现有技术相比，本实用新型的放射源屏蔽容器的有益效果在于：

1.射线快门组件采用两个射线快门并且两个射线快门实现同步旋转的结构为世界首创，在保证屏蔽效果的前提下，具有快门重量轻、惯性小、旋转与停止灵活的优点，且所需要的驱动力较小，安全、可靠；

2.屏蔽效果好，本实用新型的放射源屏蔽容器主要采用钨合金与铅材质的屏蔽材料，并且采用合理的、新颖的结构设计，使其屏蔽效果优良，屏蔽系数达到5×10⁵，在放入钴-60放射源(其放射性活度为2.96×10¹⁰贝可)时，距外罩(亦称为源箱)表面5cm处泄漏辐射剂量率≤0.35μSv/h，距外罩表面100cm处，泄漏辐射剂量率≤0.16μSv/h，已接近天然本底水平，对环境和人员潜在的辐射危害降低到最低水平；

3.致动器采用电磁推动器或电力液压推动器，实现了长距离驱动(50mm-60mm行程)，采用电子自动控制技术对推动器进行动态控制，大大延长了使用寿命，而且节省电能。

附图说明

图1为本实用新型的放射源屏蔽容器的结构示意图。

附图标记说明：1-第一部分；2-第二部分；3-放射源；4-导管；5-堵头；6-第一射线快门；7-第二射线快门；8-转轴；9-齿轮；10-齿条；11-齿条支架；12-射线准直器；13-底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的放射源屏蔽容器作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，本实用新型实施例公开了一种放射源屏蔽容器，其包括：屏蔽体，其用于放置放射源3；射线快门组件，其包括第一射线快门6和第二射线快门7，第一射线快门6和第二射线快门7均设于屏蔽体内；驱动机构，其与射线快门组件连接用于驱动第一射线快门6和第二射线快门7转动，以使射线经第一射线快门6和第二射线快门7射出或禁止射线射出；以及射线准直器12，其设于屏蔽体上用于对从射线快门组件射出的射线进行约束。本实用新型的放射源屏蔽容器采用两个射线快门的优点是，两个射线快门相对于现有技术中的一个射线快门来说，其总体重量轻，转动惯量小，推动射线快门的推动力小，引起的机械损伤小。

在本实施例中，屏蔽体包括半球体状的第一部分1以及圆柱体状的第二部分2，第一部分1的平面侧与第二部分2的一端的端面相贴合。第一部分1与第二部分2可以为一体成型结构，也可以是分体结构。其中，第一部分1的半径与第二部分2的半径可以相同，第一部分1外设置有5mm厚的Q235钢的外壳，第二部分2外也设置有5mm厚的Q235钢的外壳，并且第一部分1的外壳和第二部分2的外壳对齐并通过密封焊接的方式结合在一起。放射源3设置在第一部分1内；射线快门组件设置在第二部分2内。

在本实施例中，第一部分1内设置有经过第一部分1的球心的竖直放置的导管4，放射源3设置在导管4内并且位于第一部分1的球心处。导管4的顶端设置有堵头5，堵头5与导管4采用螺纹连接。放射源3可以通过导管4放入或取出，当放入放射源3后，放射源位于第一部分1的球心处，堵头5与导管4螺纹连接在一起后，并利用锁头将堵头5锁到导管4上，防止放射源3被非法取出。

在本实施例中，第一射线快门6和第二射线快门7均为圆柱体状，第一射线快门6和第二射线快门7的轴线与屏蔽体的第二部分2的轴线垂直且沿射线的射出方向并排设置。第一射线快门6和第二射线快门7上均开设有狭缝，当第一射线快门6和第二射线快门7上的狭缝旋转到对齐时，放射源3的γ射线可以通过狭缝射出。现有技术中，采用一个圆柱状的射线快门，为达到较好的屏蔽效果，该圆柱一般会做的较大，例如其直径为154mm，轴长为400mm，总重量为138kg。采用本实用新型的放射源屏蔽容器，要达到相同的屏蔽效果，两个圆柱形射线快门的总重量只有62kg，比现有技术的单个圆柱形射线快门的总重量减轻一半。本实用新型中的射线快门组件由于重量减轻一半，从而，制造射线快门组件的成本也降低为原来的一半。

在本实施例中，第一射线快门6和第二射线快门7的两端分别设置转轴8，第一射线快门6和第二射线快门7的两端分别通过转轴8与第二部分2转动连接。驱动机构包括致动器、齿条10和两个齿轮9，第一射线快门6和第二射线快门7的位于同侧的转轴8上分别固定装配有齿轮9，齿条10同时与两个齿轮9啮合，致动器与齿条10连接用于驱动齿条10往复运动。齿条10设置在齿条支架11上，当齿条10做前进或后退的往复动作时，与齿条10啮合的两个齿轮9同时向相反方向旋转。例如，可以设置为当齿条10前进50mm时停止运动，此时，第一射线快门6和第二射线快门7同时向相反方向旋转90°，第一射线快门6和第二射线快门7的狭缝对齐且连通，射线准直器12的狭缝此时与射线快门组件的狭缝处于同一平面，放射源3的γ射线通过射线快门组件的狭缝并经过射线准直器12的狭缝射出；接着，当齿条后退50mm时停止运动，此时，第一射线快门6和第二射线快门7同时向相反方向旋转90°，第一射线快门6和第二射线快门7的狭缝与γ射线的射出方向垂直，γ射线被挡住，不能射出。

本实施例中，致动器可以为电磁推动器、电液推动器、电动推杆或直线行程电动执行器。例如，可以是长行程电磁推动器或长行程电力液压推动器。试用结果发现：前者的优点是开关射线快门组件迅速，约在≤0.2秒能够完全打开射线快门组件，并且其工作电压为220VAC，与一般的公路收费站的电压相同(多数收费站没有380VAC电源或者距380VAC配电柜很远)；前者的缺点是撞击、震动较强，零件机械损伤较大；后者的优点是开关射线快门组件速度适中，约在≤0.5秒内完全打开射线快门组件，震动较小；后者的缺点是其工作电压380VAC不同于一般的公路收费站的电压220VAC。

本实施例中，第一射线快门6和第二射线快门7均由钨合金材质制成，屏蔽体采用铅制成，射线准直器12采用钢制成。铅的密度为11.34g/cm³，钨合金的密度为18.5g/cm³，厚度为136mm的钨对钴-60放射源3发出的γ射线的衰减倍数为2×10⁵，而相同尺寸的铅对钴-60放射源3发出的γ射线的衰减倍数为2×10³，钨比铅的衰减能力大100倍。在放射源屏蔽容器的关键部位及射线快门组件中采用钨合金材料大大提高了屏蔽效果，屏蔽系数可达到5×10⁵。这种放射源屏蔽容器的屏蔽效果极佳，安全性能良好，可以应用于高速公路绿色通道车辆检查系统中。按照本实用新型的放射源屏蔽容器生产的25套产品，可以达到使公众照射年有效剂量≤0.1mSv，比国家标准GB18871-2002规定的公众照射年有效剂量限值(1mSv)小10倍。

本实施例中，第一射线快门6和第二射线快门7上允许射线射出的狭缝的宽度均为4mm～8mm；射线准直器12上允许射线射出的狭缝的宽度为4mm～8mm、长度为400mm～800mm，以将射线约束成水平张角为0.1°～0.2°，垂直张角为60°～80°的扇形窄束。其中，狭缝的宽度是指，在图1示出的放射源屏蔽容器中，在垂直于纸面的方向上，狭缝所开设的距离。狭缝的长度是指，在图1示出的放射源屏蔽容器中，沿第二部分2的圆柱体的轴向方向上，狭缝所开设的距离。例如，第一射线快门6和第二射线快门7的狭缝的宽度为6mm，当狭缝与γ射线的射出方向垂直时，阻挡γ射线的钨合金的射线快门组件的屏蔽层厚度是第一射线快门6和第二射线快门7的直径之和减去两个狭缝的宽度。如，圆柱体的第一射线快门6和第二射线快门7的直径为80mm，此时，屏蔽层厚度是80×2-6×2＝148mm，查表可知，148mm厚的钨合金屏蔽层对钴-60放射源3发射的γ射线的衰减倍数是5×10⁵。

在本实施例中，放射源3可以为钴-60、铯-137、铱-192、镭-226、钡-133，放射源3的放射性活度为：2.96х10⁸贝可～1.11х10¹³贝可。

在本实施例中，放射源屏蔽容器还包括用于指示射线快门组件处于开启或关闭状态的快门状态显示装置。操作人员通过主控计算机输入开或关的命令，驱动驱动机构动作，进而齿条10前进或后退。快门状态显示装置由两个通过齿条11触发的接近式行程开关和与行程开关连接的指示灯组成，当齿条10上的指示棒接近于行程开关的“开”位置时，主控计算机的屏幕上的红色指示灯闪亮，并且放射源屏蔽容器上方的红色指示灯闪亮警示人们不要靠近。当需要关闭射线快门组件时，主控计算机控制切断致动器的电源，致动器在内置复位弹簧的作用下缩回推杆，射线快门组件在外置复位弹簧的作用下自动关闭。当齿条10上的指示棒接近行程开关的“关”位置时，主控计算机的屏幕上的绿色指示灯闪亮，并且放射源屏蔽容器上方的红色指示灯灭掉，提示人们射线快门组件已关，无射线射出。

本实施例中，放射源屏蔽容器还包括底座13和外罩，屏蔽体、驱动机构、快门状态显示装置以及齿条支架11均固定设置在底座13上，并且通过预埋地脚螺栓与钢筋混凝土基础连接。通过调整底座13与钢筋混凝土基础水平面的夹角，可以调整射线准直器12的狭缝的上扬角度。外罩罩设在底座13、屏蔽体、驱动机构以及快门状态显示装置外，外罩由方形钢管和2mm厚的钢板焊接形成，外罩下部框架由预埋地脚螺栓固定在钢筋混凝土基础上。设置外罩，可以防风、防雨、防尘和防盗，外罩门上设置有安全连锁装置和声光报警系统，防止未经授权的人员擅自接触放射源3，是放射源3的实体保护箱体。

以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例，不用于限制本实用新型，本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内，对本实用新型做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。