辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置的制作方法

本发明属于放射性物质处理，具体涉及一种辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置。

背景技术：

1、燃料元件在中子辐照下的行为直接关系到反应堆的安全性、可靠性和经济性，通过电镜对辐照后核燃料微观形貌和微区成分进行表征分析，对持续优化改进其性能以及分析评估燃料元件寿期内各阶段的安全可靠性具有重要意义。

2、燃料元件在辐照的过程中，会产生大量的裂变气体。电镜装样的过程中，样品表面的裂变气体易直接释放出来，造成放射性泄露；电镜测试分析过程中，样品舱需要维持真空的状态，样品表面气孔内的裂变气体将会被电镜的机械泵、分子泵抽走，由于裂变气体具有一定放射性，长时间积累在泵中会对电镜设备造成损害，并且累积在泵里的裂变气体还易释放，造成放射性泄露。一旦裂变气体泄漏在电镜实验室内，随着空调系统循环，整个实验室都会被污染，造成极其严重的后果，危害实验人员的健康安全。

3、目前仅有热室外对电镜样品进行超声清洗的装置，但超声清洗对样品的清洁能力有限，在电镜样品仓高度的负压的情况下，附着较强未被超声掉的污染物和样品表面气孔内的裂变气体均会被电镜真空泵抽走。此外，由于核燃料样品具有强放射性，极难在热室外对其超声清洗。为了保护电镜设备和测试人员，防止电镜实验污染，亟待研发新的可用于热室内操作的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体清除装置。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题，本发明提供一种辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，能够解决辐照后核燃料电镜样品测试的过程中，样品表面的裂变气体释放出来引起实验室污染，以及被电镜真空泵抽走造成电镜设备损坏的问题，能够高效、便捷地去除样品表面气孔内的裂变气体。

2、本发明采用的技术方案：

3、一种辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，包括低真空舱、高真空舱、控制系统，所述低真空舱和高真空舱通过接口相连，所述控制系统与接口连接，控制接口的开闭；辐照后核燃料电镜样品在低真空舱内进行低真空粗抽，在高真空舱内进行高真空抽。

4、所述低真空舱一侧设有送样门，所述高真空舱位于低真空舱的另一侧。

5、所述低真空舱内底部设有导轨，所述导轨延伸至高真空舱内，所述导轨放置有样品台，所述样品台的一端通过挂钩连接有样品杆，所述样品杆延伸出送样门外。

6、所述低真空舱的顶部设有机械泵、第一真空计。

7、所述高真空舱的顶部设有机械泵、分子泵、第二真空计。

8、所述的控制系统放置于热室前区，所述控制系统通过电缆及数据线分别与机械泵、真空计、接口、机械泵、分子泵、真空计连接。

9、所述机械泵、机械泵、分子泵的排气孔均与通向热室内放射性气体排放管道相连。

10、所述低真空舱的真空度能达到10-1pa。

11、所述高真空舱的真空度能达到10-3pa，与电镜样品舱的真空度一致。

12、在低真空舱进行低真空粗抽后，当低真空舱和高真空舱的真空度达到目标值，打开低真空舱和高真空舱间的接口，通过样品杆将导轨上的样品台推入高真空舱内，进行高真空抽。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

14、(1)本发明提供的一种辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，控制系统与低真空预处理系统和高真空预处理系统分离，可在热室外操控装置进行抽真空、放气操作，并能实时监测真空度，整个操作过程仅需使用热室机械手进行装样，以及推动样品杆，操作安全、便捷、效率高。

15、(2)本发明提供的一种辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，结构简单、安全可靠，高真空舱的真空度与扫描电镜样品舱内真空度一致，能够有效去除辐照后核燃料表面气孔内的裂变气体，进而避免了样品表面裂变气体释放导致电镜设备损伤甚至电镜实验室污染。

技术特征：

1.一种辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，包括低真空舱(6)、高真空舱(13)、控制系统(14)，所述低真空舱(6)和高真空舱(13)通过接口(9)相连，所述控制系统(14)与接口(9)连接，控制接口(9)的开闭；辐照后核燃料电镜样品(3)在低真空舱(6)内进行低真空粗抽，在高真空舱(13)内进行高真空抽。

2.根据权利要求1所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述低真空舱(6)一侧设有送样门(1)，所述高真空舱(13)位于低真空舱(6)的另一侧。

3.根据权利要求2所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述低真空舱(6)内底部设有导轨(5)，所述导轨(5)延伸至高真空舱(13)内，所述导轨(5)放置有样品台(4)，所述样品台(4)的一端通过挂钩连接有样品杆(2)，所述样品杆(2)延伸出送样门(1)外。

4.根据权利要求3所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述低真空舱(6)的顶部设有机械泵(7)、第一真空计(8)。

5.根据权利要求4所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述高真空舱(13)的顶部设有机械泵(10)、分子泵(11)、第二真空计(12)。

6.根据权利要求5所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述的控制系统(14)放置于热室前区，所述控制系统(14)通过电缆及数据线(15)分别与机械泵(7)、真空计(8)、接口(9)、机械泵(10)、分子泵(11)、真空计(12)连接。

7.根据权利要求6所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述机械泵(7)、机械泵(10)、分子泵(11)的排气孔均与通向热室内放射性气体排放管道相连。

8.根据权利要求7所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述低真空舱(6)的真空度能达到10-1pa。

9.根据权利要求7所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，所述高真空舱(13)的真空度能达到10-3pa，与电镜样品舱的真空度一致。

10.根据权利要求1所述的辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置，其特征在于，在低真空舱(6)进行低真空粗抽后，当低真空舱(6)和高真空舱(13)的真空度达到目标值，打开低真空舱和高真空舱间的接口(9)，通过样品杆(2)将导轨(5)上的样品台(4)推入高真空舱(13)内，进行高真空抽。

技术总结
本发明属于放射性物质处理技术领域，具体涉及一种辐照后核燃料电镜样品表面裂变气体的热室内清除装置。本发明包括低真空舱、高真空舱、控制系统，所述低真空舱和高真空舱通过接口相连，所述控制系统与接口连接，控制接口的开闭；在低真空舱进行低真空粗抽后，当低真空舱和高真空舱的真空度达到目标值，打开低真空舱和高真空舱间的接口，通过样品杆将导轨上的样品台推入高真空舱内，进行高真空抽。本发明能够解决辐照后核燃料电镜样品测试的过程中，样品表面的裂变气体释放出来引起实验室污染，以及被电镜真空泵抽走造成电镜设备损坏的问题，能够高效、便捷地去除样品表面气孔内的裂变气体。

技术研发人员：斯嘉轩,伍晓勇,滕常青,吴璐,张伟,方忠强,辛虹阳,李佳文,王桢,席航,匡慧敏,杨帆,何文,覃检涛,潘荣剑
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16