一种辐射腐蚀测试装置及测试方法与流程

本发明涉及辐射、腐蚀测试技术领域，具体的说是一种辐射腐蚀测试装置及测试方法。

背景技术：

核反应堆中材料(主要包括燃料包壳、堆内构件、回路管道等材料)除受到高温高压水腐蚀外，还受到高剂量射线辐射的影响，因此评估相关材料在该条件下的腐蚀行为对于核电站的安全至关重要。然而，当前鲜有人将辐射引入到高温高压水腐蚀实验中，并且暂未发能够在线完成辐射腐蚀的装置。

技术实现要素：

根据以上现有技术的不足，本发明提出了一种辐射腐蚀测试装置及测试方法，能够同时在线模拟材料在高温高压谁腐蚀与辐射协同作时的腐蚀行为，以达到模拟实际核反应堆工况下的腐蚀条件，从而研究模拟实际工况下相关材料的腐蚀行为。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：

作为本发明的第一个方面，提供了一种辐射腐蚀测试装置，包括

铅制壳体，所述铅制壳体内设置有容置腔；

放射源放置架，设置于所述容置腔内；

水箱，设置于所述容置腔内，水箱内设置有悬挂点；

其中，放置于所述放射源放置架上的放射源产生的射线对固定在悬挂点上的试样产生辐射。

作为本发明的进一步的改进，还包括支撑板与活动板，所述支撑板设置于所述壳体内，所述活动板设置于所述支撑板上，且可相对所述支撑板移动，所述放射源放置架设置于所述支撑板上，所述水箱设置于所述活动板上。

作为本发明的进一步的改进，所述支撑板上设置有滑槽，所述活动板上固定连接有滑块，所述滑块限定于所述滑槽内，且可沿所述滑槽限定的方向移动，还包括沿滑槽轴向设置的螺杆，所述螺杆与所述滑块螺接，所述螺杆的一端贯穿所述铅制壳体，并固定连接有手摇轮。

作为本发明的进一步的改进，所述放射源放置架上设置有防辐射盒，所述防辐射盒至少具有盖合的第一状态和打开的第二状态。

作为本发明的进一步的改进，所述防辐射盒包括

盒体，固定设置于所述放射源放置架上；

盖体，盖合于所述盒体上，所述盖体的一侧设置有连接部，所述连接部与所述盒体铰接。

作为本发明的进一步的改进，所述铅制壳体的一端设置有铅制端盖，所述铅制端盖与所述铅制壳体可拆卸的固定连接，所述连接部位于靠近所述铅制端盖的一侧，所述连接部向外延伸形成力臂，所述铅制端盖上设置有与所述力臂适配的推杆。

作为本发明的进一步的改进，还包括

第一测量仪，设置于所述水箱靠近所述放射源放置架的一侧；

第二测量仪，设置于所述水箱远离所述放射源放置架的一侧，第一测量仪

与第二测量仪距水箱内的试样的间距相等；

采集终端，所述第一测量仪与所述第二测量仪分别与所述采集终端电性连接。

作为本发明的第二个方面，提供了一种辐射腐蚀测试方法，包括将待检测的试样悬挂设置于高温高压的水箱内，并在水箱外预设间距处设置放射源，并将水箱与放射源均放置于一密闭铅制壳体内，以模拟实际使用工况下试样的腐蚀行为。

作为本发明的进一步的改进，还包括移动水箱或者放射源的位置以调节样品与放射源之间间距的步骤。

作为本发明的进一步的改进，还包括在水箱靠近和远离放射源的两侧分别设置第一测量仪和第二测量仪，通过第一测量仪和第二测量仪分别采集水箱两侧的累积辐射剂量，然后采用加权平均的方法检测样品的步骤。

本发明的有益效果是：

本发明中，通过在铅制壳体内设置放射源放置架及水箱，并在水箱内设置试样的悬挂点，能够在线模拟材料在高温高压水腐蚀与辐射协同作用时的腐蚀行为，以达到模拟核反应堆实际工况下的条件，从而研究模拟实际工况下材料的腐蚀行为。

另外，通过在容置腔内设置支撑板与可移动的活动板，并分别将放射源放置架和水箱设置在支撑板与活动板上，进而能够实现放射源与水箱(或者试样)之间间距的调节，进而能够模拟不同实际工况下的辐射情况。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本具体实施方式的主视图；

图2为本具体实施方式的支撑板与活动板的局部详图；

图3为本具体实施方式的防辐射盒的局部详图；

图4为图1中的a部详图。

图中：1-铅制壳体，1a-容置腔，2-放射源放置架，3-水箱，3a-悬挂点，4-支撑板，4a-滑槽，5-第一测量仪，6-第二测量仪，7-防辐射盒，71-盖体，71a-连接部，72-盒体，73-力臂，8-活动板，8a-滑块，9-螺杆，10-手摇轮，11-铅制端盖，12-推杆，100-试样，200-放射源。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

作为本发明的第一个方面，提供了一种辐射腐蚀测试装置，包括

铅制壳体，所述铅制壳体内设置有容置腔；

放射源放置架，设置于所述容置腔内；

水箱，设置于所述容置腔内，水箱内设置有悬挂点；

其中，放置于所述放射源放置架上的放射源产生的射线对固定在悬挂点上的试样产生辐射。

本发明中，工作时，将放射源放置在铅制壳体内的放射源放置架上，并将待检测的试样放入水箱内，然后根据需要向水箱内通入高温高压水。其中，放射源产生的射线对试样及水产生辐射，高温高压水对试样产生腐蚀，同时辐射分解高温高压水，能够达到对试样实际工况的模拟，从而使实验人员能够对试样的实际使用工况进行研究。本发明中，通过在铅制壳体内设置放射源放置架及水箱，并在水箱内设置试样的悬挂点，能够实现对试样在实际使用工况中收到的辐射与腐蚀情况进行研究。

需要说明的是，水箱的材质可以是不锈钢，样品的材质可以选用实际使用的材料，例如锆、不锈钢、镍基合金、铁素体/马氏体不锈钢以及陶瓷等材料，水箱内的水可以是纯水或者含有预设成分的水溶液。辐射源可以是α射线、β射线、γ射线、x射线中的任意一种或者多种的组合。

需要说明的是，悬挂点采用陶瓷材料制备，目的是为了减小腐蚀过程中，水箱壁材料对腐蚀试样的影响。

作为本发明的一种具体的实施方式，如图1-4所示，提供了一种辐射腐蚀测试装置，包括铅制壳体1，所述铅制壳体1的一端设置有铅制端盖11，所述铅制端盖11与所述铅制壳体1可拆卸的固定连接，所述铅制壳体1内设置有容置腔1a，所述容置腔1a内设置有支撑板4与活动板8，所述支撑板4设置于所述壳体内，所述活动板8设置于所述支撑板4上，且可相对所述支撑板4移动。容置腔1a内设置有放射源放置架2，放射源放置架2用于放置放射源200，所述放射源放置架2设置于所述支撑板4上。所述容置腔1a内设置有水箱3，所述水箱3设置于所述活动板8上，水箱3内设置有悬挂点3a，悬挂点3a用于放置试样100；其中，放置于所述放射源放置架2上的放射源200产生的射线对固定在悬挂点3a上的试样100及水产生辐射。本发明中，通过在容置腔1a内设置支撑板4与可移动的活动板8，并分别将放射源放置架2和水箱3设置在支撑板4与活动板8上，进而能够实现放射源200与水箱3(或者试样100)之间间距的调节，进而能够模拟不同实际工况下的辐射情况。

需要说明的是，铅制壳体1与铅制端盖11之间的连接可以是紧固件连接，也可以是直接螺接，还可以是市面上现有的其他可拆卸的连接方式。

作为本发明的一种可选的实施方式，所述支撑板4上设置有滑槽4a，所述活动板8上固定连接有滑块8a，所述滑块8a限定于所述滑槽4a内，且可沿所述滑槽4a限定的方向移动，还包括沿滑槽4a轴向设置的螺杆9，所述螺杆9与所述滑块8a螺接，所述螺杆9的一端贯穿所述铅制壳体1，并固定连接有手摇轮10。本发明中，通过在支撑板4上开设滑槽4a，并在活动板8上固定连接滑块8a，滑块8a可沿滑槽4a限定的方向移动，并通过螺杆9与滑块8a螺接，使得实验人员能够摇动设置在螺杆9端部的手摇轮10即可调节支撑板4与活动板8之间的间距，进而能够实现放射源200与试样100之间间距的在线快速调节，而不需要将铅制壳体1与铅制端盖11拆卸开，操作简单且便捷。

作为本发明的一种可选的实施方式，为了减少安装或者拆卸过程中，本装置内的放射源200对实验人员的辐射伤害，所述放射源放置架2上设置有防辐射盒7，所述防辐射盒7至少具有盖合的第一状态和打开的第二状态。在安装或者拆卸过程中，防辐射盒7固定在第一状态，此时能够有效的放置辐射源对外辐射，当铅制端盖11与铅制壳体1固定连接后，此时防辐射盒7固定在第二状态，以便于防辐射盒7内的放射源200向容置腔1a内放出射线，进而能够进行模拟实验。具体的，所述防辐射盒7包括盒体72，固定设置于所述放射源放置架2上；盖体71，盖合于所述盒体72上，所述盖体71的一侧设置有连接部71a，所述连接部71a与所述盒体72铰接。所述连接部71a位于靠近所述铅制端盖11的一侧，所述连接部71a向外延伸形成力臂73，所述铅制端盖11上设置有与所述力臂73适配的推杆12。在铅制端盖11与铅制壳体1固定连接之前，推杆12不接触所述力臂73，此时，防辐射盒7的盖体71在自身重力的情况下，盖合在盒体72上，此时防辐射盒7处于第一状态，有效的减少放射源200向外界发出射线，当铅制端盖11与铅制壳体1固定连接后，推杆12抵推所述力臂73，产生的力矩大于盖体71自动产生的力矩，进而使盖体71绕着盖体71与盒体72铰接的铰接点为中心旋转，从而使防辐射盒7处于打开的第二状态，便于进行后续的模拟实验。

需要说明的是，防辐射盒7的材质为铅。

作为本发明的一种可选的实施方式，为了能够定量的分析试样100在实验过程中所接收到的辐射剂量，本测试装置还包括第一测量仪5，设置于所述水箱3靠近所述放射源放置架2的一侧；第二测量仪6，设置于所述水箱3远离所述放射源放置架2的一侧，第一测量仪与第二测量仪距水箱内的试样的间距相等；采集终端(图中未示出)，所述第一测量仪与所述第二测量仪分别与所述采集终端电性连接。实验过程中，第一测量仪5与第二测量仪6同时测量容置腔1a内的放射源200的辐射剂量，并发送给采集终端，由于第一测量仪5和第二测量仪6分别设置于所述水箱3靠近或者远离放射源200的一侧，因此采集终端能够通过将第一测量仪5与第二测量仪6所采集的数据进行加权平均，即可近似得到水箱3内的试样100所接收到的辐射剂量。

需要说明的是，本测试装置能够测试的材料包括金属或非金属，结构或非结构材料，例如水箱内的水以及设置于悬挂点上的样品。

需要说明的是，采集终端通过将第一测量仪5与第二测量仪6所采集的数据进行加权平均后得到的辐射剂量同样也是水箱内的水所受到的辐射剂量。

需要说明的是，第一测量仪5和第二测量仪6需要根据所选择的放射源200的种类进行选择，例如当放射源200为γ射线时，第一测量仪5和第二测量仪6均为γ射线累计剂量检测仪。

作为本发明的第二个方面，提供了一种辐射腐蚀测试方法，包括将待测试的材料设置于高温高压的水箱内，并在水箱外预设间距处设置放射源，并将水箱与放射源均放置于一密闭铅制壳体内，以模拟实际使用工况下试样的腐蚀行为。

进一步的，还包括移动水箱或者放射源的位置以调节试样与放射源之间间距的步骤。

进一步的，还包括在水箱靠近和远离放射源的两侧分别设置第一测量仪和第二测量仪，通过第一测量仪和第二测量仪分别采集水箱两侧的累积辐射量，然后采用加权平均的方法估算试样所受到的累积辐射剂量的步骤。

上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。