CN105469842A - 核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，包括铝制筒体，铝制筒体的一端设置有底座，另一端设置有顶盖，顶盖的中心设置有通孔，铝制筒体内设置有硅单晶棒体，硅单晶棒体的轴线上设置有圆孔，圆孔的开口端与通孔相对，微型裂变室的灵敏段插入圆孔底部，微型裂变室套设在固定管内，吊装头通过连接柱与顶盖连接，连接柱的轴向上设置有与通孔配合的通孔Ⅰ。本发明通过采用微型裂变室与硅单晶棒体巧妙结合的方式，模拟了硅辐照时的环境和条件，消除了测量方法与欲辐照硅之间的状态差距，通过将该装置吊放至辐照孔道的待测部位，即可及时、准确地测出硅辐照孔道的热中子注量率，直接用于辐照生产。

Description

核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置

技术领域

本发明涉及核反应堆中子辐照加工技术领域，具体地，涉及一种核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置。

背景技术

微型裂变室测量热中子注量率虽是公用技术，但要获得与被辐照物所受注量率结果的一致性，会因条件和形态等种种时空差距难以确定。尤其在高功率堆辐照孔道内，被辐照物辐照时间又是按分钟计时更难。因此要求高质量地辐照加工，热中子注量率测量方法能快捷、真实、简便地同时满足多种要求一直是个难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，以克服现有的采用微型裂变室直接测量热中子注量率导致的测量结果不准确、不及时的问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，包括铝制筒体，铝制筒体的一端设置有底座，另一端设置有顶盖，顶盖的中心设置有通孔，铝制筒体内设置有硅单晶棒体，硅单晶棒体的轴线上设置有圆孔，圆孔的开口端与通孔相对，微型裂变室的灵敏段插入圆孔底部，微型裂变室设置在固定管内，吊装头通过连接柱与顶盖连接，连接柱的轴向上设置有与通孔配合的通孔Ⅰ。

现有的对辐照中子注量率的测量是采用微型裂变室直接进行测量，由于辐照孔道内热中子注量率有时间和空间等许多不确定性、不一致性等问题，导致不能准确测量辐照孔道内的热中子注量率，更是无法测得被辐照硅时的中子注量率。本发明采用铝制筒体作为载体，铝制筒体与辐照硅时的容器材料一样，在铝制筒体内设置硅单晶棒体，内部环境与辐照孔道内硅辐照的环境一致，很好地模拟了辐照硅的情况，所述的微型裂变室的灵敏段插入圆孔底部具体是指将用于测量辐照硅中子注量率的微型裂变室的灵敏段插入硅单晶棒的质心处，消除了测量方法与被辐照硅的辐照特性等诸多差异或不确定性问题，由此获得的测量结果接近真实情况，由标定装置测得的硅质心处的辐照热中子注量率，就可以即刻、直接而准确地推算出硅单晶的辐照质量并指导辐照生产；而常规的活化法、数据硅法等需3-5天得到辐照结果，因而本发明与传统的测量中子注量率的测量方法相比，使得硅辐照的质量可控。

本发明的工作过程：用辐照硅出入堆操作的抓取工具抓住吊装头，由存放处吊取出标定装置，水平移动至欲测量的辐照孔道，准确而缓慢地放入辐照孔道待测部位，等待约1分钟视二次仪表指示稳定，记录装置输出的电流值、装置上的高度标记、测量时刻等。多次测量直到各个数值稳定后将标定装置吊出辐照孔道放回存放地。

本发明通过采用微型裂变室与硅单晶棒体巧妙结合的方式模拟硅辐照的环境和条件，使用时通过测量标定装置输出的电流值(裂变室里产生电流在本装置内，通过连接柱(中空)里一根铠装电缆引出至装置吊装头的电缆插座上，然后再用同轴信号电缆从其插座上引至装置仪表。)就能够准确及时地计算出辐照孔道内硅辐照的中子注量率。如此，本发明克服了现有的采用微型裂变室直接测量热中子注量率导致的测量结果不准确、不及时的问题。

进一步地，硅单晶棒体与欲辐照加工硅条件一致。所述条件一致具体是指本发明所述的硅单晶棒体除了尺寸与欲硅辐照有差异外，其品质、特性与欲辐照加工硅完全一致，使用时也几乎全面模拟了辐照硅时的状态和条件，进一步的确保了通过本发明所述标定装置测定辐照孔道内中子注量率测定的及时和准确性。

进一步地，圆孔的深度为硅单晶棒体长度的7/10。硅单晶棒体的尺寸一般为Φ125×200mm，微型裂变室灵敏段为Φ4.7×68mm，圆孔尺寸可设置为Φ20×140mm，如此尺寸比例将微型裂变室灵敏段埋入圆孔中，有利于微型裂变室灵敏段均匀的接受来自硅单晶棒各个方向的中子注量率，进而进一步地提高辐照孔道内中子注量率测定的准确性。

进一步地，固定管插入铝制筒体内部的一端套设有套管。套管的设置不仅进一步的固定了微型裂变室的灵敏段，而且有利于保护灵敏段在遇到碰撞时损伤。

进一步地，底座外侧设置有导向头。导向头具有导向作用，使得标定装置能够准确的到达辐照孔道底部。

进一步地，导向头为端部呈弧面结构的圆锥结构。如此结构使得在标定装置向辐照孔道底部移动的过程中具有较小的阻力，有利提高导向头导向的准确度。

进一步地，吊装头包括圆台底座，圆台底座一端设置有与连接柱配合的连接杆，另一端通过连接柱Ⅰ与中空的圆台结构连接，连接柱Ⅰ端部在圆台结构内设置有凸台。

进一步地，导向头、底座、铝制筒体、顶盖、连接柱和吊装头依次焊接制成标定装置。

综上，本发明的有益效果是：

1、本发明通过采用微型裂变室与硅单晶棒体巧妙结合的方式，模拟了硅辐照时的环境和条件，消除了测量方法与欲辐照硅之间的状态差距，通过将该装置吊放至辐照孔道的待测部位，即可及时、准确地测出硅辐照孔道的热中子注量率，直接用于辐照生产。

2、本发明使用时不受受辐照生产以外的时间限制，可与被辐照硅单晶质量之间建立简单而直接的定量关系，犹如辐照生产一样操作即可，因此采用本发明测量辐照孔道内硅辐照中子注量率及时、准确、便捷。

3、本发明还可确保裂变室在寿期内不易损坏和有效利用其寿期；同时也不带来额外的相关安全和二次废物产生等问题。

附图说明

图1是标定装置的结构示意图；

图2是图1A处的放大图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1—底座；2—铝制筒体；3—顶盖；4—连接柱；5—硅单晶棒体；6—微型裂变室；7—固定管；8—套管；9—吊装头；10—导向头；91—连接杆；92—圆台底座；93—连接柱Ⅰ；94—圆台结构；95—凸台。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1、图2所示，核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，包括铝制筒体2，铝制筒体2的一端设置有底座1，另一端设置有顶盖3，顶盖3的中心设置有通孔，铝制筒体2内设置有硅单晶棒体5，硅单晶棒体5的轴线上设置有圆孔，圆孔的开口端与通孔相对，微型裂变室6的灵敏段插入圆孔底部，微型裂变室6设置在固定管7内，吊装头9通过连接柱4与顶盖3连接，连接柱4的轴向上设置有与通孔配合的通孔Ⅰ。

实施例2：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1，所述硅单晶棒体5与欲辐照加工硅条件一致；所述圆孔的深度为硅单晶棒体5长度的7/10；所述固定管7插入铝制筒体2内部的一端套设有套管8。

实施例3：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1，所述底座1外侧设置有导向头10；所述导向头10为端部呈弧面结构的圆锥结构。

实施例4：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1，所述吊装头9包括圆台底座92，圆台底座92一端设置有与连接柱4配合的连接杆91，另一端通过连接柱Ⅰ93与中空的圆台结构94连接，连接柱Ⅰ93端部在圆台结构94内设置有凸台95。

实施例5：

如图1、图2所示，本实施例基于实施例1，所述导向头10、底座1、铝制筒体2、顶盖3、连接柱4和吊装头9依次焊接制成标定装置。

如上所述，可较好的实现本发明。

Claims (8)

1.核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，包括铝制筒体(2)，铝制筒体(2)的一端设置有底座(1)，另一端设置有顶盖(3)，顶盖(3)的中心设置有通孔，铝制筒体(2)内设置有硅单晶棒体(5)，硅单晶棒体(5)的轴线上设置有圆孔，圆孔的开口端与通孔相对，微型裂变室(6)的灵敏段插入圆孔底部，微型裂变室(6)设置在固定管(7)内，吊装头(9)通过连接柱(4)与顶盖(3)连接，连接柱(4)的轴向上设置有与通孔配合的通孔Ⅰ。

2.根据权利要求1所述的核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，所述硅单晶棒体(5)与欲辐照加工硅条件一致。

3.根据权利要求1所述的核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，所述圆孔的深度为硅单晶棒体(5)长度的7/10。

4.根据权利要求1所述的核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，所述固定管(7)插入铝制筒体(2)内部的一端套设有套管(8)。

5.根据权利要求1所述的核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，所述底座(1)外侧设置有导向头(10)。

6.根据权利要求5所述的核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，所述导向头(10)为端部呈弧面结构的圆锥结构。

7.根据权利要求1所述的核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，所述吊装头(9)包括圆台底座(92)，圆台底座(92)一端设置有与连接柱(4)配合的连接杆(91)，另一端通过连接柱Ⅰ(93)与中空的圆台结构(94)连接，连接柱Ⅰ(93)端部在圆台结构(94)内设置有凸台(95)。

8.根据权利要求5所述的核反应堆硅单晶辐照孔道热中子注量率的标定装置，其特征在于，所述导向头(10)、底座(1)、铝制筒体(2)、顶盖(3)、连接柱(4)和吊装头(9)依次焊接制成标定装置。