流通池的制作方法

本发明的实施例涉及液体检测领域，特别涉及一种用于液体检测的流通池。

背景技术：

液体检测是后处理工业的一个重要环节，在核燃料后处理过程中，需要对后处理料液进行铀含量分析，以及时了解工艺状况并据此调整工艺参数。

γ吸收法是测量重金属元素的一种常用方法，其根据物质对γ射线的吸收程度而间接求得待测物含量。γ射线透过溶液层时，一部分射线与物质发生相互作用而被吸收，吸收规律满足公式i＝i0e^-μdc，其中i0表示入射γ射线强度，i表示透射γ射线强度，μ表示线性吸收系数，k表示γ射线穿透的样品厚度。由此根据μ可间接求得待测物含量，此方法与待测元素的组成、价态、化学结合状态等均无关系。

现有技术常用γ吸收法检测后处理料液的铀含量，测量方式为非接触式，放射源及探测器分别置于容纳有料液的流通池两侧，装置维护较为方便，可用于1ap等比较恶劣的工艺环境。流通池一般选用下进上出的单管式结构，两侧设有测量窗口；流通池主体采用不锈钢材质，由于不锈钢对γ射线有较强吸收，因此测量窗口的材料另选用聚四氟乙烯，并在聚四氟乙烯测量窗口与不锈钢主体之间采用螺母加垫片的方式固定。

然而，聚四氟乙烯的耐辐照性较差，在长期高剂量辐照中易发生性能变化及损坏；此外，测量窗口与主体之间的连接方式在长期运行过程中存在溶液渗漏的风险；同时，对于下进上出的单管式流通池，测量窗口设于其径向两侧，样品厚度由管径确定，使得样品厚度较小，铀含量的检测灵敏度较低；而单管式流通池若要增大样品厚度只能增大管径，这会导致管容积增大，溶液用量进而增加，导致放射性增强，容易损害测量仪器。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种用于液体检测的流通池，以解决上述技术问题中的至少一个方面。

根据本发明的一个方面，提出了一种流通池，其包括：本体、进样口以及出样口，所述进样口和出样口分别设置于所述本体的不同的侧部；待测样品从所述进样口进入所述本体、从所述出样口流出所述本体，其中，在所述本体的侧部设置有测量窗口，γ射线通过所述测量窗口射入到所述本体内并照射所述待测样品。

根据一些实施方式，所述测量窗口设置有窗片。

根据一些实施方式，所述本体一体形成，以及所述窗片焊接于所述本体，以及，所述本体与所述窗片由纯钛材料制成。

根据一些实施方式，设置进样口的侧部还设置有螺口，通过所述螺口，所述待测样品的管道与所述本体固定连接。

根据一些实施方式，设置出样口的侧部还设置有螺口，通过所述螺口，所述待测样品的管道与所述本体固定连接。

根据一些实施方式，所述本体设置有流通池固定装置，通过所述流通池固定装置能够将所述流通池固定于手套箱。

在根据本发明的实施例的流通池中，通过将进样口和出样口分别设置于本体的不同的侧部，使得连接进样口和出样口并用于容纳待测样品的测量通道在测量窗口之间轴向设置，由此样品厚度由测量通道的轴向尺寸确定，可以在不增加待测样品用量的情况下增大样品厚度，一方面可避免待测样品的强放射性对测量仪器造成更大损害、能够降低辐射防护要求，另一方面有利于提高检测灵敏度。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的流通池的结构示意图；

图2示出了图1的流通池的截面图；

图3示出了图1的流通池的俯视图；以及

图4示出了图1的流通池的主视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的流通池100的结构示意图，如图1所示，流通池100包括：本体1、进样口2以及出样口3，进样口2和出样口3分别设置于本体1的不同的侧部；待测样品从进样口2进入本体1、从出样口3流出本体1，其中，在本体1的侧部设置有测量窗口4，γ射线通过测量窗口4射入到本体1内并照射所述待测样品。在根据本发明的实施例的流通池100中，通过将进样口2和出样口3分别设置于本体1的不同的侧部，使得连接进样口2和出样口3并用于容纳待测样品的测量通道6在测量窗口4之间轴向设置，由此样品厚度由测量通道6的轴向尺寸确定，可以在不增加待测样品用量的情况下增大样品厚度，一方面可避免待测样品的强放射性对测量仪器造成更大损害、能够降低辐射防护要求，另一方面有利于提高检测灵敏度。

图2示出了图1的流通池100的截面图，截面平行于流通池100的侧面。参照图1-2，流通池100的本体1的外形大致呈方块状，进样口2具体设置于本体1的一个侧面上，出样口3设置于本体1的顶面上，用于容纳待测样品的测量通道6设置于本体1内部，其两端分别连接至进样口2和出样口3以便待测样品流进流出。在本发明的实施例中，测量通道6为直径12mm的管道。测量窗口4设置于本体1的正面和背面，在测量窗口4处分别设置放射源和探测器，放射源发射的入射γ射线从一侧的测量窗口4射入到本体1内并照射待测样品，然后从另一侧的测量窗口4射出，由探测器探测透射γ射线强度。放射源例如可以为镅源。

由于进样口2和出样口3分别设置于本体1的侧面和顶面，因此本发明的流通池100的测量通道6不可能像现有技术一样设置为下进上出的单管式结构。参照图2，测量通道6在本体1内部曲折延伸，先从本体1侧面的进样口2的位置处延伸至本体1的正面设有测量窗口4的区域，然后从本体1的正面延伸至本体1的背面设有测量窗口4的区域，最后从本体1的背面延伸至本体1顶面的出样口3的位置处。测量通道6的主要部分是位于测量窗口4之间的延伸部分，如图2所示，此部分测量通道6轴向设置于测量窗口4之间，待测样品的样品厚度由此部分测量通道6的轴向尺寸确定。由于轴向尺寸要大于径向尺寸，因此本发明的流通池100相较于现有技术的单管式流通池增大了样品厚度，能够有效提高铀含量检测的灵敏度。在本发明的实施例中，样品厚度可达40mm。并且，本发明的流通池100相当于改变了测量通道6的检测方向，使得管道沿尺寸更大的方向在测量窗口4之间延伸，这并不会导致额外增大测量通道6的容积，避免了待测样品容量增加对检测仪器造成更大损害。

流通池100的本体1一体形成，并采用纯钛材料制成；测量窗口4设置有窗片，窗片也由纯钛材料制成，窗片通过焊接的方式连接至本体1。在本发明的实施例中，窗片用材为2mm厚的钛片。纯钛具有与优级不锈钢相似的性质，能够耐腐蚀且耐辐射，是核燃料后处理过程用于监测铀浓度的流通池的优良材料。由于不锈钢对γ射线有较强吸收，直接将不锈钢用作流通池的测量窗口将会吸收大量的γ射线，导致放射源发射的入射γ射线透过样品后的有效计数过低而无法对样品进行检测。相对于不锈钢，相同厚度的钛对γ射线的吸收率不到不锈钢的一半，因此可采用纯钛同时作为本体1和测量窗口4的材料，这避免了现有技术的聚四氟乙烯的窗片材料在料液长期辐照过程中发生的性能变化和损坏。并且，相同用材的本体1和测量窗口4可焊接为一体，连接紧密，消除了溶液渗漏的风险，同时，紧固焊接、耐腐蚀及耐辐射强的窗片在长期操作中无需更换、使用更为方便。

图3示出了图1的流通池100的俯视图，如图1和3所示，设置进样口2的侧部还设置有螺口21，通过螺口21，待测样品的管道与本体1固定连接；设置出样口3的侧部还设置有螺口31，通过螺口31，待测样品的管道与本体1固定连接。由于待测样品的进出样管道一般选用不锈钢材质，而不锈钢与钛无法焊接，因此本发明采用螺纹连接的方式将待测样品的进样管道和出样管道分别连接至本体1。具体地，在进样口2和出样口3周围分别设置六个对称分布的标准螺纹孔，在不锈钢管道与本体1连接的一端焊接圆形法兰，并在法兰上对称设置六个圆形螺口，当不锈钢管道与本体1连接时，将螺钉穿过不锈钢管道上的法兰的螺口，并进一步配合到本体1的对称螺孔内，由此将法兰与本体1固定连接，再在中间用密封圈进行密封即可。

图4示出了图1的流通池100的主视图，参照图1、2和4，本体1设置有流通池固定装置5，通过流通池固定装置5能够将流通池100固定于手套箱。流通池固定装置5例如可以为螺口，通过螺钉与螺口的配合将流通池100固定于手套箱，若流通池100需要更换，只需要拧下螺钉更换即可、操作方便。本发明的流通池100内的待测样品需要排空时，打开排空阀放空溶液即可，流通池内不会残留积液。

根据以上分析，本发明的一体式结构的流通池100具有检测灵敏度高、样品用量较少、放射性损害较低、辐射防护要求较低、不存在测量窗口漏液及腐蚀更换的问题、使用方便等优点，有效解决了现有技术的单管式流通池存在的技术问题。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚地示出各个部件的细节，附图中的各个部件并不是按比例绘制的，所以附图中的各个部件的比例也不应作为一种限制。

虽然本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。