一种核物料测量装置的制作方法

本发明属于核工业领域，具体涉及一种桶物料测量装置。

背景技术：

对于核物料特别是含钚物料，一般测量的目的是得到核物料的同位素信息和含钚质量。

现有技术中一般采用井型中子测量测量设备测量钚质量，而后用高纯锗探测器测量物料的同位素信息。

现实操作中，对于放置于样品搁架中的多个核物料的测量具有较大难度。用于核工业的核物料带有危险的放射性。这些核物料产生的辐射对人体危害极大，故在核物料的转运过程中必须保证操作者的安全性。而高纯锗探测器进行γ测量时常常采用开放式测量，操作者在测量时需要移动探测器来对准搁架中不同高度的测量样品，存在辐射安全问题。

并且目前尚未有合适的设备能够对于放置于搁架中的多个同位素不完全相同的核物料进行同位素和总钚质量综合测量分析。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种核物料测量装置，本技术方案能够以实现核物料自动综合测量。

本发明的技术方案如下：

一种核物料测量装置，包括物料通道、中子测量结构和同位素探测结构；所述物料通道伸入所述中子测量结构以便其对所述物料通道中的核物料进行中子测量；所述中子测量结构上设置有与所述同位素探测结构相配合的探测狭缝以便所述同位素探测结构对所述核物料进行同位素测量。

进一步地，上述的核物料测量装置，所述中子测量结构包括铅屏蔽层、内层聚乙烯慢化体、石墨反射层、外层聚乙烯屏蔽体和测量组件；所述物料通道伸入所述铅屏蔽层形成测量腔；所述铅屏蔽层外侧依次包覆有内层聚乙烯慢化体、石墨反射层和外层聚乙烯屏蔽体；所述测量组件的中子探测器嵌入所述内层聚乙烯慢化体；所述探测狭缝穿过铅屏蔽层、内层聚乙烯慢化体、石墨反射层和外层聚乙烯屏蔽体。

进一步地，上述的核物料测量装置，所述内层聚乙烯慢化体、石墨反射层和/或外层聚乙烯屏蔽体中由相应材质的多块板件叠放形成，通过紧固螺杆与所述中子测量结构的底座固定连接。

进一步地，上述的核物料测量装置，所述物料通道包括预埋管道、中间管道和测量管道；其中预埋管道预埋在测量室的顶部，中间管道连接预埋管道和测量管道；测量管道下端定位于所述中子测量结构的底座上。

进一步地，上述的核物料测量装置，所述测量管道与中间管道之间设置有用于与核物料搁架配合的台阶。

进一步地，上述的核物料测量装置，所述同位素探测结构包括垂直移动部件和探测器平台；同位素探测器安装于所述探测器平台上，所述探测器平台能够带动所述同位素探测器沿所述垂直移动部件竖直移动以使所述同位素探测器的探头对准所述探测狭缝内的核物料。

进一步地，上述的核物料测量装置，所述中子测量结构和同位素探测结构均设置于测量室内，所述物料通道穿过所述测量室的室壁以伸入所述中子测量结构。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过在中子测量结构上设置探测狭缝的方式，实现了包括中子测量和同位素测量(γ测量)的综合测量自动化，避免操作人员的辐射危险，保障了人员的安全。

2、本发明能够对分布于搁架中不同位置的核物料进行测量，同时能够完好的屏蔽物料核辐射，使测量环境辐射水平保持在较低水平。

3、采用独立测量室，测量室为混凝土结构，操作者在室外操作，更好的降低操作人员受到核辐射危险；

4、中子测量结构的测量腔由多层屏蔽材质包裹,在测量降低环境本底，并保证测量设备周围核辐射剂量在安全范围内的情况下，使被测物料中子能够被中子测量管有效俘获，保证探测效率；

5、中子探测器嵌入内层聚乙烯慢化体，能够更好的检测核物料的中子数据。

6、同位素探测器能够竖直移动，可更好的扫描吊杯搁架内的核物料，并且可以对不同规格搁架物料进行定位自动测量。

附图说明

图1为本发明一个实施例的核物料测量装置的结构示意图。

图2为本发明一个实施例的中子测量结构的剖面示意图。

图3为图2的俯视图。

图4为本发明一个实施例的物料通道的结构示意图。

图5为本发明一个实施例的同位素探测结构的结构示意图。

上述附图中，1、测量室；2、中子测量结构；3、物料通道；4、同位素探测结构；5、控制系统；21、底座；22、铅屏蔽层；23、内层聚乙烯慢化体；24、石墨反射层；25、外层聚乙烯屏蔽体；26、机顶盒；27、螺杆；28、中子探测器；29、螺杆；31、预埋管道；32、中间管道；33、测量管道；34、搁架；41、垂直移动部件；42、同位素探测器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供了一种核物料测量装置，包括物料通道3、中子测量结构2和同位素探测结构4；所述物料通道3伸入所述中子测量结构2以便其对所述物料通道3中的核物料进行中子测量；所述中子测量结构2上设置有与所述同位素探测结构4相配合的探测狭缝以便所述同位素探测结构4对所述核物料进行同位素测量。

本发明通过在中子测量结构2上设置探测狭缝的方式，实现了包括中子测量和同位素测量(γ测量)的综合测量自动化，避免操作人员的辐射危险，保障了人员的安全。

如图2和图3所示，中子测量结构2包括铅屏蔽层22、内层聚乙烯慢化体23、石墨反射层24、外层聚乙烯屏蔽体25和测量组件；所述物料通道3伸入所述铅屏蔽层22形成测量腔；所述铅屏蔽层22外侧依次包覆有内层聚乙烯慢化体23、石墨反射层24和外层聚乙烯屏蔽体25；所述测量组件的中子探测器28(中子测量管)嵌入所述内层聚乙烯慢化体23；所述探测狭缝穿过铅屏蔽层22、内层聚乙烯慢化体23、石墨反射层24和外层聚乙烯屏蔽体25。测量组件的机顶盒26设置于中子测量结构2上部。铅屏蔽层22能够屏蔽γ射线。内层聚乙烯慢化层主要作用为中子慢化以保证测量管可以探测到中子。石墨反射层24主要作为为中子反射，保证散射出去的中子能够被反射回来进入中子测量管被探测到，提高探测效率。

内层聚乙烯慢化体23、石墨反射层24和/或外层聚乙烯屏蔽体25中由相应材质的多块板件叠放形成，通过紧固螺杆(27，29)与所述中子测量结构2的底座21固定连接。

中子测量结构2的测量腔由多层屏蔽材质包裹，在测量降低环境本底，并保证测量设备周围核辐射剂量在安全范围内的情况下，使被测物料中子能够被中子测量管有效俘获，保证探测效率。

如图4所示，所述物料通道3包括预埋管道31、中间管道32和测量管道33；其中预埋管道31预埋在测量室1的顶部，中间管道32连接预埋管道31和测量管道33；测量管道33下端定位于所述中子测量结构2的底座21上。所述测量管道33与中间管道32之间设置有用于与核物料搁架34配合的台阶。根据吊杯搁架规格不同，物料通道3内的吊杯搁架可选择放置于底座21上或者挂在台阶上。

如图5所示，所述同位素探测结构4包括垂直移动部件41和探测器平台；同位素探测器42安装于所述探测器平台上，所述探测器平台能够带动所述同位素探测器42沿所述垂直移动部件41竖直移动以使所述同位素探测器42的探头对准所述探测狭缝内的核物料。

本发明的核物料测量装置在使用时，操作者通过控制系统5进行控制，装有核物料的吊杯搁架通过物料通道3的预埋管道31和中间管道32进入测量管道33。然后启动测量系统，探测仪器进入指定位置对核物料进行扫描，获取核物料的γ射线数据；同时，内层聚乙烯慢化层内的测量管获取中子数据，通过核数据处理软件获得物料参数。

在本实施例中，中子测量结构2和同位素探测结构4均设置于测量室1内，所述物料通道3穿过所述测量室1的室壁(本实施例中为测量室1的顶部)以伸入所述中子测量结构2。测量室1为混凝土结构的独立测量室，操作者在室外操作，更好的降低操作人员受到核辐射危险；同位素探测器42能够竖直移动，可更好的扫描吊杯搁架内的核物料，并且可以对不同规格搁架物料进行定位自动测量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。