专利名称：L吸收边密度计的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用X射线透过材料并测量吸收来分析材料的装置，特别涉及一种L吸收边密度计。
背景技术：
国际上普遍采用PUREX工艺进行乏燃料后处理，为保证后处理工艺安全、可靠、稳定的运行，必须及时获取工艺溶液成分数据。其中U、Pu等元素浓度的分析任务最为重要，工作量也最大。L吸收边分析作为非破坏性分析方法，可以在后处理过程中广泛应用。该方法具有一系列特点(1)样品无需预处理，这对高毒性强放射性的后处理样品具有重要意义；(2)选择性好，不受元素价态影响，基体效应小；(3)分析浓度范围在10-100g/L之间；(4)准确度较好，精密度高，RSD 一般能达到O. 5%。 L吸收边光谱技术于上世纪七十年代开始研发，现在国外已广泛应用，但其具体技术对我国进行限制，仅有原理性描述。美国巴维尔厂和萨凡那河厂的经验表明，L吸收边分析是一种重要的后处理工艺U、Pu控制分析技术。我国以前未开展过这项研究，也未考虑样品测量的放射性防护问题。在乏燃料后处理领域，样品一般带有放射性，尤其是对于Pu等α放射性，为防止污染，必须在密封条件下测定，这就对L吸收边分析装置的实际应用提出了特殊的要求。比较常用的方法是将分析装置全部直接安装到手套箱里，但手套箱容积有限，安装不便。尤其是采用X光管作为激发源的分析装置，其检修、维修十分困难；同时，X光管属于易耗品，一旦X光管到了使用寿命，更换十分困难；探测器是十分精密的电子学设备，在手套箱里有大量的放射性物质，对其性能也有影响；另外，手套箱中一般总是有酸气，也会对装置的电子学部件产生腐蚀。
发明内容
为解决L吸收边分析装置在乏燃料后处理铀钚浓度的分析中存在的安装不便，检修、维修困难，X光管更换困难，探测器性能易受影响，电子学部件易腐蚀等问题，针对后处理厂的实际情况，本发明提供了一种L吸收边密度计。具体技术方案如下
一种L吸收边密度计，其特征在于包括手套箱主箱、分析副箱以及计算机数据采集与处理系统，分析副箱和计算机数据采集与处理系统位于手套箱主箱外部；手套箱主箱与分析副箱相连通，并装有用于隔离的闸门；分析副箱包括X光源系统、前光栏、样品池、后光栏和探测器多道系统；X光源系统与样品池之间、样品池与探测器多道系统之间均采用窗口隔离；分析副箱通过无线方式与计算机数据采集与处理系统进行通讯。其中，X光源系统、前光栏、样品池、后光栏和探测器多道系统安装在分析副箱底部为优选；χ光源系统采用银靶X光管为优选；样品池所用的材料优选为聚丙烯；探测器多道系统采用SDD探测器或Si-PIN探测器为优选；窗口隔离所用的材料优选为碳化硼。手套箱主箱和分析副箱之间的闸门方便二者间的隔离；样品分装在手套箱主箱中进行，分装好的样品送入分析副箱进行测量。X光源系统与样品池之间、样品池与探测器多道系统之间均采用窗口隔离，避免了分析副箱内部的放射性沾污X光管和探测器多道系统。优选的窗口隔离材料碳化硼的X射线吸收率较小，对测量几乎没有影响。谱仪部分安装在分析副箱底部，测量部分独立接地，通过无线方式进行通讯，计算机数据采集与处理系统可以灵活安放，便于现场应用。本发明的L吸收边密度计易于安装，检修、维修以及X光管更换均十分方便，实际使用中探测器性能不受影响，电子学部件无腐蚀问题，并且满足了防护的要求。
图I L吸收边密度计结构示意图 图2分析副箱结构示意图
I.手套箱主箱，2.分析副箱，3.闸门，4.无线发射器，5.无线接收器，6.计算机数据采 集与处理系统，7. X光源系统，8. X射线入射窗口，9.前光栏，10.样品池，11.后光栏，12. X射线出射窗口，13.探测器多道系统。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的最佳实施方式做进一步说明。
实施例如图I所示，一种L吸收边密度计，主要包括手套箱主箱I、分析副箱2和计算机数据采集与处理系统6构成。分析副箱2由X光源系统7、X射线入射窗口 8、前光栏9、样品池10、后光栏11、X射线出射窗口 12、探测器多道系统13等组成。其中，X光源系统7采用MINI-X银靶X光管，操作电压、电流分别为(15-30) kV、(10-100) μ A0 MINI-X银靶X光管无需外加冷却循环水，大大缩小了装置的体积。探测器多道系统13采用Si-PIN探测器，电制冷，分辨率优于200eV (§5. 9keV)。在X光源系统7和样品池10之间加前光栏9，样品池10与探测器多道系统13之间加后光栏11。样品池10采用聚丙烯材料，取样量为(O. 5-1) mL。样品池10、前光栏9、后光栏11安装在分析副箱2中，X光源系统7和探测器多道系统13均在分析副箱2外部。分析副箱2设置两个窗口，分别为X射线入射窗口 8和X射线出射窗口 12。X光源系统7窗口的中心、X射线入射窗口 8的中心、前光栏9的中心、样品池10的中线、后光栏11的中心、X射线出射窗口 12的中心、探测器多道系统13的中轴线在一条直线上。手套箱主箱I和分析副箱2之间有闸门3方便隔离，手套箱主箱I中进行样品分装以及简单预处理等操作，分装好的样品送入分析副箱2进行测量。样品池10可以放置多个样品，测量时由计算机数据采集与处理系统6控制自动换样。X光源系统7与探测器多道系统13在样品池10两侧进行照射和分析，所有信号由计算机数据采集与处理系统6控制。X光源系统7和探测器多道系统13分别与分析副箱2之间用碳化硼材料进行窗口隔离，碳化硼机械强度高，可以保证分析副箱2内部的放射性不会沾污到X光源系统7和探测器多道系统13。同时碳化硼的X射线吸收率较小，对测量几乎没有影响。探测器多道系统13安装在分析副箱2底部，通过无线发射器4和无线接收器5与计算机数据采集与处理系统6进行通讯， 便于现场应用。
权利要求
1.一种L吸收边密度计，其特征在于包括手套箱主箱(I)、分析副箱(2)以及计算机数据采集与处理系统(6)，分析副箱(2)和计算机数据采集与处理系统(6)位于手套箱主箱(I)外部；手套箱主箱(I)与分析副箱(2)相连通，并装有用于隔离的闸门(3);分析副箱(2)包括X光源系统(7)、前光栏(9)、样品池(10)、后光栏(11)和探测器多道系统(13) ； X光源系统(7)与样品池(10)之间、样品池(10)与探测器多道系统(13)之间均采用窗口隔离；分析副箱(2)通过无线方式与计算机数据采集与处理系统(6)进行通讯。
2.如权利要求I所述的L吸收边密度计，其特征在于X光源系统(7)、前光栏(9)、样品 池(10)、后光栏(11)和探测器多道系统(13)安装在分析副箱(2)底部。
3.如权利要求I所述的L吸收边密度计，其特征在于X光源系统(7)采用银靶X光管。
4.如权利要求I所述的L吸收边密度计，其特征在于样品池(10)所用的材料为聚丙 烯。
5.如权利要求I所述的L吸收边密度计，其特征在于探测器多道系统(13)采用SDD探测器或Si-PIN探测器。
6.如权利要求1-5所述的L吸收边密度计，其特征在于窗口隔离所用的材料为碳化硼。
全文摘要
本发明涉及一种利用X射线透过材料并测量吸收来分析材料的装置。为解决现有技术中存在的安装不便，检修、维修困难等问题，本发明提供了一种L吸收边密度计，包括手套箱主箱、分析副箱以及计算机数据采集与处理系统，分析副箱和计算机数据采集与处理系统位于手套箱主箱外部；手套箱主箱与分析副箱相连通，并装有用于隔离的闸门；分析副箱包括X光源系统、前光栏、样品池、后光栏和探测器多道系统；X光源系统与样品池之间、样品池与探测器多道系统之间均采用窗口隔离；分析副箱通过无线方式与计算机数据采集与处理系统进行通讯。本发明的L吸收边密度计易于安装，检修、维修以及X光管更换均十分方便，电子学部件无腐蚀问题，并且满足防护的要求。
文档编号G01N9/24GK102967530SQ201210470798
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月20日 优先权日2012年11月20日
发明者郑维明, 宋游, 陈晨, 刘桂娇, 吴继宗, 康海英 申请人:中国原子能科学研究院