一种核探测系统用辐照装置的制作方法

本技术属于辐照设备，具体涉及一种核探测系统用高温辐照装置。

背景技术：

1、基于15mev电子加速器驱动的白光中子源，是核科学相关研究领域的重要装置，主要用于核数据测量、中子宏观实验等基础科学的研究，也可用于材料科学、环境保护、农业等领域。但是，由于每年供束时间有一定的限制，能够用于各个研究方向的束流时间非常有限。因此，迫切需要利用有限束流时间完成更多研究任务。

2、在进行材料科学应用时，需要对不同材料(金属、半导体、聚合物等)进行中子/伽马辐照，研究高温环境下中子/伽马与不同材料的相互作用过程及辐照损伤特性。根据实验需求，辐照时通常采用在线或者离线的方式进行测量，需要尽量降低环境本底的影响。而在现有技术的高温环境下，常用的高温辐照靶室并不适用于中子/伽马辐照，主要是由于：1)靶室样品架单一，固定不动，无法自动更换样品，单次仅能测试一个样品，测量效率低；2)所有样品处于同一辐照靶室内，无法精准控制每个样品的高温辐照时间。因此，为了满足高温环境下中子/伽马辐照的科学研究需求，需要研制一台用于高温环境下快速换样的辐照装置。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种核探测系统用辐照装置，可在高温条件下对样品进行辐照且不影响束流，可开展在线测量；同时，还可以实现样品的快速更换。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

3、一种核探测系统用辐照装置，包括台架和位于所述台架上的辐照靶室，所述辐照装置还包括自动换样组件和控制柜，所述辐照靶室包括内靶室和套设在所述内靶室外部的壳体，所述内靶室设置有加热件，测试样品位于所述内靶室中；所述辐照靶室还包括前束流通道和后束流通道，所述前束流通道贯穿所述内靶室及壳体的前侧壁，所述后束流通道贯穿所述内靶室及壳体的后侧壁；所述自动换样组件位于所述台架顶面的下方，所述自动换样组件包括伺服电机和与所述伺服电机转动连接的靶叶连接盘，所述靶叶连接盘上设置有多个用于装载测试样品的靶架。

4、本实用新型的一些实施例中，前束流通道用于供中子束流进入辐照靶室，经过测试样品后再从后束流通道飞出辐照靶室。并且前束流通道及后束流通道上均设置有铝窗以实现密封的作用，避免空气对流，对辐照靶室内的温度场产生影响。

5、根据本实用新型的一些优选实施方面，内靶室的内部具有型腔，所述测试样品位于所述型腔中，所述内靶室的内壁上设置有所述加热件，所述加热件用于对位于所述型腔中的所述测试样品进行加热。加热件优选为电阻丝，其位于内靶室的内壁上，通过辐射传热，能够以非接触的方式对测试样品进行加热，确保测试样品加热均匀。本实用新型的一些实施例中，通过设置加热件使得辐照靶室内的辐照温度范围为室温(25℃)-400℃。

6、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述壳体套设在所述内靶室的四周，所述内靶室与壳体之间具有间隙，所述间隙中设置有隔热材料。本实用新型的一些实施例中，隔热材料优选为隔热棉，间隙中设置隔热材料形成隔热层，将内靶室与壳体隔开，避免壳体外表面过热，从而对中子伽马屏蔽材料产生影响。还可在隔热层的外侧放置屏蔽体材料，用于屏蔽环境本底，有助于开展在线测量。

7、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述内靶室的底部及台架的顶部均开设有通槽，所述通槽贯穿所述内靶室底部及所述台架顶部的厚度方向，所述通槽用于供所述靶架进入到所述内靶室的型腔中。

8、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述自动换样组件包括转轴和连接杆，所述转轴的一端与所述伺服电机连接，所述转轴的另一端与所述靶叶连接盘连接。通过伺服电机的转动驱动转轴转动，进一步带动靶叶连接盘转动。

9、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述靶叶连接盘为正多边形，所述靶叶连接盘的每个侧边均设置有连接杆，所述连接杆的一端与所述靶叶连接盘的侧边连接，所述连接杆的另一端与所述靶架连接。当靶叶连接盘转动时，即可带动与连接杆连接的靶架的转动，实现测试样品的自动更换，并且当测试样品位于内靶室的型腔中进行测试的同时，其他测试样品处于常温环境。

10、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述自动换样组件还包括定位器，所述定位器设置在所述靶叶连接盘的顶部，所述定位器用于在所有测试样品测试完成后使所述靶叶连接盘归回起始角度。在本实用新型的一些实施例中，将靶叶连接盘的起始角度设置为0°，根据靶叶连接盘上的靶架的设置转动一定的角度后完成所有测试样品的测试后，靶叶连接盘需要转回原位。由于靶叶连接盘的转动角度是根据伺服电机的转动圈数决定的，当需要将靶叶连接盘归位时，伺服电机的转动圈数可能会与将靶叶连接盘从0°转动到结束位置时的转动圈数之间存在一些误差，定位器的作用就是为了纠正这一误差，当伺服电机的转动圈数减少时，定位器会控制伺服电机继续转动直至靶叶连接盘回到0°位置；当伺服电机的转动圈数增多时，定位器会控制伺服电机在靶叶连接盘已经到达0°位置时停止转动。

11、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述内靶室的顶部开设有多个散热孔，所述散热孔贯穿所述内靶室顶部的厚度方向，散热孔用于将辐照靶室辐射出来的热量向外散发出去，防止辐照靶室过热。

12、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述靶架上设置有热电偶。每个靶架上设置有多个热电偶，并且热电偶通过固定夹固定，其放置位置可根据待测试样品的尺寸进行调整。热电偶用于测量测试样品的实时温度，当测得辐照靶室中的测试样品还未达到其设置温度时，操作控制柜使得测试样品继续加热直至达到设置温度后进行保温并开始进行辐照。

13、根据本实用新型的一些优选实施方面，所述台架上还设置有立柱，所述立柱的两端分别与所述台架的顶部及底部固定连接，所述伺服电机与所述立柱固定连接。立柱的设置便于固定整个自动换样组件。

14、本实用新型的一些实施例中，控制柜与辐照靶室以及自动换样组件相连，主要用于远程调节辐照靶室的温度，并设置样品辐照的位置，控制靶叶连接盘的转动以自动更换样品。

15、由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本实用新型的有益之处在于：本实用新型的一种核探测系统用辐照装置，使得辐照靶室内的辐照温度可调；可同时设置多个样品进行测试并自动换样，有助于提高试验的测试效率；该辐照装置可进行远程控制，根据实验的具体需要，可以自主确定辐照时间、辐照温度、辐照样品位置，极大地提高了测量便捷性与效率。

技术特征：

1.一种核探测系统用辐照装置，包括台架和位于所述台架上的辐照靶室，其特征在于，所述辐照装置还包括自动换样组件和控制柜，所述辐照靶室包括内靶室和套设在所述内靶室外部的壳体，所述内靶室设置有加热件，测试样品位于所述内靶室中；所述辐照靶室还包括前束流通道和后束流通道，所述前束流通道贯穿所述内靶室及壳体的前侧壁，所述后束流通道贯穿所述内靶室及壳体的后侧壁；所述自动换样组件位于所述台架顶面的下方，所述自动换样组件包括伺服电机和与所述伺服电机转动连接的靶叶连接盘，所述靶叶连接盘上设置有多个用于装载测试样品的靶架。

2.根据权利要求1所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，内靶室的内部具有型腔，所述测试样品位于所述型腔中，所述内靶室的内壁上设置有所述加热件，所述加热件用于对位于所述型腔中的所述测试样品进行加热。

3.根据权利要求1所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述壳体套设在所述内靶室的四周，所述内靶室与壳体之间具有间隙，所述间隙中设置有隔热材料。

4.根据权利要求3所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述内靶室的底部及台架的顶部均开设有通槽，所述通槽贯穿所述内靶室底部及所述台架顶部的厚度方向，所述通槽用于供所述靶架进入到所述内靶室的型腔中。

5.根据权利要求1所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述自动换样组件包括转轴和连接杆，所述转轴的一端与所述伺服电机连接，所述转轴的另一端与所述靶叶连接盘连接。

6.根据权利要求5所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述靶叶连接盘为正多边形，所述靶叶连接盘的每个侧边均设置有连接杆，所述连接杆的一端与所述靶叶连接盘的侧边连接，所述连接杆的另一端与所述靶架连接。

7.根据权利要求1所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述自动换样组件还包括定位器，所述定位器设置在所述靶叶连接盘的顶部，所述定位器用于在所有测试样品测试完成后使所述靶叶连接盘归回起始角度。

8.根据权利要求1所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述内靶室的顶部开设有多个散热孔，所述散热孔贯穿所述内靶室顶部的厚度方向。

9.根据权利要求1所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述靶架上设置有热电偶。

10.根据权利要求1所述的核探测系统用辐照装置，其特征在于，所述台架上还设置有立柱，所述立柱的两端分别与所述台架的顶部及底部固定连接，所述伺服电机与所述立柱固定连接。

技术总结
本技术公开了一种核探测系统用辐照装置，包括台架和位于台架上的辐照靶室，辐照装置还包括自动换样组件和控制柜，辐照靶室包括内靶室和套设在内靶室外部的壳体，内靶室设置有加热件，测试样品位于内靶室中；辐照靶室还包括前束流通道和后束流通道，自动换样组件位于台架顶面的下方，自动换样组件包括伺服电机和与伺服电机转动连接的靶叶连接盘，靶叶连接盘上设置有多个用于装载测试样品的靶架。本技术的一种核探测系统用辐照装置，使得辐照靶室内的辐照温度可调；可同时设置多个样品进行测试并自动换样，有助于提高试验效率；该辐照装置可进行远程控制，可以自主确定辐照时间、辐照温度、辐照样品位置，极大提高了测量便捷性。

技术研发人员：应红,张涛,唐堂,施海宁
受保护的技术使用者：苏州热工研究院有限公司
技术研发日：20230523
技术公布日：2024/1/15