废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测装置和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种放射性废物水泥固化体检测系统，尤其设及一种废物桶中放射性 废物水泥固化体裂缝检测装置和方法。
【背景技术】
[0002] 放射性废物水泥固化是W水泥作为主要的无机凝胶材料，渗入火山灰活性的混合 材、改善拌合浆体与水泥石某些性能的外加剂和纤维，加入水，按一定配比与废物混合，利 用水泥与混合材的水硬性，使拌合浆体在一定养护期后形成具有一定强度和耐久性的固化 体。因其具有处理工艺简单、无需高温、固化产物稳定性好、成本低等特点被广泛运用于核 电站和其他核设施中的放射性废物处理。但是在制备过程中，废液、水泥和添加剂的配比不 当或是揽拌不均匀会使固化体形成多个孔隙和裂缝，从而造成核素浸出率升高、抗压强度 降低等不利影响，使得固化体不能满足固化要求。
[0003] 目前，固化体检验主要采用传统的化学分析手段，通过取样、制样、化验等多环节 获取固化体的浸出性、抗压强度等各项指标。但是，该种传统的方式需要较长的时间，不能 及时地反馈固化体信息；而且固化体W固态的形式封装在混泥±桶或钢桶内，需要复杂的 取样、制样工艺环节。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，通过孔隙度和裂缝推断固化体是否 满足固化要求，从而对废液、水泥和添加剂的配比和揽拌速率进行反馈调节。能够对固化体 实时检测，解决了不能及时反馈固化体信息和取样、制样工艺环节复杂的问题的废物桶中 放射性废物水泥固化体裂缝检测装置和方法。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是该样的：一种废物桶中放射性废物 水泥固化体裂缝检测装置，其特征在于：
[0006] 包括传送带，用于传送废物桶；
[0007] 安装在传送带一侧的伽马射线发生装置，用于产生伽马射线；
[000引安装在传送带另一侧，位于伽马射线发生装置对面的伽马射线探测器系统，用于 探测由伽马射线发生装置产生、经废物桶中固化体衰减后的伽马射线，并将其转化为脉冲 信号矩阵；
[0009] 设置在传送带两侧的固定装置，用于固定伽马射线发生装置和伽马射线探测器系 统，能调节二者高度和与传送带的距离；
[0010] 与伽马射线探测器系统的输出端相连的分析处理系统，用于获取脉冲信号矩阵， 处理后建立废物桶扫描测量的二维灰度图像，并将其与合格的放射性废物水泥固化体的图 像信息对比，判断被测废物桶中放射性废物水泥固化体是否合格；
[0011] 与分析处理系统的输出端相连的反馈控制系统，所述反馈控制系统连接放射性废 物水泥固化体的配比装置和揽拌控制器，根据分析处理系统的信息，控制配比装置中废液、 水泥和添加剂的配比、w及揽拌控制器的揽拌速率。
[0012] 本发明中，传送带传送待检测的废物桶，伽马射线发生装置产生伽马射线，经过废 物桶中固化体衰减后，被伽马射线探测器系统探测到，并转化为脉冲信号矩阵，经分析处理 系统进行处理后，判断被测废物桶中放射性废物水泥固化体是否合格；若不合格，则通过反 馈控制系统控制配比装置中废液、水泥和添加剂的配比、W及揽拌控制器的揽拌速率，合格 则不做任何操作。本发明可W检测放射性废物水泥固化体在制备过程中，废液、水泥和添加 剂的配比不当或是揽拌不均匀造成的孔隙和裂缝，从而及时调整揽拌速率、W及废液、水泥 和添加剂的配比，避免了传统方式中，通过取样、制样、化验等多环节获取固化体的浸出性、 抗压强度等各项指标，从而导致检测时间过长，不能及时地反馈固化体信息，且取样、制样 工艺环节复杂的问题。本发明中，固定装置包括固定支架和固定螺母，能调节二者高度和与 传送带的距离。
[0013] 作为优选：所述伽马射线发生装置包括伽马射线标准源、生物屏蔽壳和源准直器， 所述伽马射线标准源为lOmCi 6化〇同位素标准体源，用于产生1. 17MeV和1. 33MeV能量的 伽马射线；所述源准直器材料为铅，用于使伽马射线从扇形窄缝中射出，所述生物屏蔽壳包 裹在伽马射线标准源外壁，材料为铅。
[0014] 生物屏蔽壳材料为铅的目的是用于福射防护，防止人和其他生物体受到过量照 射。
[0015] 作为优选；所述伽马射线探测器系统包括伽马射线探测器和固定在其上的探测器 准直器，所述伽马射线探测器为长度与废物桶高度相同的线阵CMOS伽马射线探测器，所述 探测器准直器材料为铅。
[0016] 作为优选；所述分析处理系统包括与伽马射线探测器相连的信号采集系统，用于 获取伽马射线探测器输出的脉冲信号矩阵，并转换为数字信号矩阵，即衰减后的伽马射线 强度矩阵；与信号采集系统相连的数据处理系统，用于获取信号采集系统输出的衰减后的 伽马射线强度矩阵，并将其转换为平均线衰减系数矩阵，根据平均线衰减系数矩阵建立废 物桶扫描测量的二维灰度图像，并将其与合格的放射性废物水泥固化体的图像信息对比， 若灰度值差别大于预设值，认为废物桶中固化体的孔隙度和裂缝尺寸大于允许范围，判断 为不合格，否则合格；与数据处理系统相连的显示系统，用于显示建立的二维灰度图像、固 化体孔隙度和裂缝尺寸信息。
[0017] 本发明中，分析处理系统由信号采集系统、数据处理系统和显示系统S部分构成， 信号采集系统主要是将伽马射线探测器输出的脉冲信号矩阵转换为数字信号矩阵；数据 处理系统主要是根据数字信号矩阵进行分析处理，结合预设值判断废物桶中固化体是否合 格，为馈控制系统提供参考，通过反馈控制系统对水泥固化的原料配比和揽拌速率进行调 整，W使后续的固化体满足固化要求；显示系统主要用于显示数据信息。
[001引将数字信号矩阵转化为平均线衰减系数矩阵的目的是，由于废物桶是圆柱体，造 成在扫描测量时伽马射线的衰减厚度不同，使得衰减后伽马射线强度矩阵从中间到边缘逐 渐增强，无法从重建二维图像中看出孔隙和裂缝的信息。
[0019] 作为优选；将衰减后的伽马射线强度矩阵转换为平均线衰减系数矩阵的方法为： 根据单能窄束伽马射线的衰减规律：
[0020]
【主权项】
1. 一种废物桶中放射性废物水泥固化体裂缝检测装置，其特征在于： 包括传送带，用于传送废物桶； 安装在传送带一侧的伽马射线发生装置，用于产生伽马射线； 安装在传送带另一侧，位于伽马射线发生装置对面的伽马射线探测器系统，用于探测 由伽马射线发生装置产生、经废物桶中固化体衰减后的伽马射线，并将其转化为脉冲信号 矩阵； 设置在传送带两侧的固定装置，用于固定伽马射线发生装置和伽马射线探测器系统， 能调节二者高度和与传送带的距离； 与伽马射线探测器系统的输出端相连的分析处理系统，用于获取脉冲信号矩阵，处理 后建立废物桶扫描测量的二维灰度图像，并将其与合格的放射性废物水泥固化体的图像信 息对比，判断被测废物桶中放射性废物水泥固化体是否合格； 与分析处理系统的输出端相连的反馈控制系统，所述反馈控制系统连接放射性废物水 泥固化体的配