CN106847354A - 一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，包括矩形边框，矩形边框中由前至后依次固定连接有γ射线屏蔽层一、水冷层、γ射线屏蔽层二、中子屏蔽层一、中子屏蔽层二和γ射线屏蔽层三；水冷层上设置有入水口和出水口，入水口和出水口分别经过γ射线屏蔽层一，水冷层内设置有水冷通道，水冷通道为往复通道；该门扇能够广泛应用于特种门扇领域中，在保证门扇强度的前提下，采用“三明治”结构，通过全面覆盖在水冷层上的水冷通道接通可以慢化中子的含硼水，获得更好的中子屏蔽效果而且可以提高散热能力。

Description

一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇

技术领域

本发明涉及防中子辐射领域，特别涉及一种具有屏蔽中子功能的门扇。

技术背景

现有技术中，中子屏蔽门指的是能够屏蔽中子和γ射线的门扇；目前用于防护各种射线的主要防护屏蔽材料有重金属铅板、钢板、水、聚合物、水泥、混凝土等；其中铅和钢具有较高的密度，其防γ射线性能良好，但铅来源少、成本高，属于贵重金属，当荷载较大时不宜应用，而刚板成本低，来源广，是目前使用最广泛的防辐射材料；中子是组成原子核的核子之一，中子是组成原子核构成化学元素不可缺的成分，中子虽不带电荷，但具有很强的穿透力，它在空气和其他物质中，可以传播更远的距离，对人体产生的危害非常严重；中子与物质相互作用主要有两种形式：快中子的散射和减速、慢中子的吸收及二次释放的共化粒子或γ射线，中子的屏蔽实际上是将快中子的减速和慢中子的吸收，在此过程中，轻水、重水和石墨等常用作减速剂，对中子射线有良好的屏蔽效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，通过全面覆盖在水冷层上的水冷通道接通可以慢化中子的含硼水，获得更好的中子屏蔽效果。

本发明的目的是这样实现的：一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，包括矩形边框，矩形边框中由前至后依次固定连接有γ射线屏蔽层一、水冷层、γ射线屏蔽层二、中子屏蔽层一、中子屏蔽层二和γ射线屏蔽层三；水冷层上设置有入水口和出水口，入水口和出水口分别经过γ射线屏蔽层一，水冷层内设置有水冷通道，水冷通道为往复通道。

本发明工作时，工作人员将含硼水通过入水口注入水冷层，注入水冷层内部的含硼水通过往复通道在水冷层内部往复流动，并在出水口流出，如此往复流动；当带辐射的中子和γ射线通过γ射线屏蔽层一时，一部分γ射线被屏蔽；另一部分γ射线和带辐射的中子在通过具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇时，大部分中子被减速慢化吸收，同时二次释放出共化例子或者γ射线，再经过γ射线屏蔽层二、中子屏蔽层一、中子屏蔽层二和γ射线屏蔽层三后，带辐射的中子和γ射线能够被彻底屏蔽。

本发明的有益效果在于能够广泛应用于特种门扇领域中，在保证门扇强度的前提下，采用“三明治”结构，通过全面覆盖在水冷层上的水冷通道接通可以慢化中子的含硼水，获得更好的中子屏蔽效果而且可以提高散热能力。

作为本发明的进一步改进，为保证水冷层能够充分起到屏蔽中子的目的同时具有良好的散热效果；水冷层由三层钢板间隔堆叠而成，水冷层内设置有第一水冷层和第二水冷层；三层钢板分为第一钢板、第二钢板和第三钢板，第一钢板和第二钢板之间设置有第一水冷层，第二钢板和第三钢板之间设置有第二水冷层。

作为本发明的进一步改进，为保证水冷层能够全面彻底的起到屏蔽中子的作用；第一水冷层上间隔设置有第一水冷通道、第二水冷通道、第三水冷通道和第四水冷通道，第二水冷层上间隔设置有第五水冷通道、第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道；第一水冷通道、第二水冷通道、第三水冷通道、第四水冷通道、第五水冷通道、第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道对应互补分布在水冷层的内部；第四水冷通道的出水端与第五水冷通道的进水端相通。

作为本发明的进一步改进，为保证含硼水能够源源不断的进入水冷层起到降温的作用；入水口经过γ射线屏蔽层一并设置在水冷层的上部，入水口与第一水冷通道相通，出水口经过γ射线屏蔽层一并设置在水冷层的下部，出水口与第九水冷通道相通。

作为本发明的进一步改进，为保证门扇能够彻底有限的屏蔽带辐射的中子；中子屏蔽层一和中子屏蔽层二均由含纳米级碳化硼高密度聚乙烯板制成。

作为本发明的进一步改进，为保证门扇彻底有效的屏蔽γ射线，γ射线屏蔽层一、γ射线屏蔽层二、γ射线屏蔽层三和水冷层均由高硼钢板制作而成。

作为本发明的进一步改进，为保证整个门扇对带辐射的中子和γ射线起到彻底的防辐射作用；矩形边框采用高硼钢板焊接制作而成。

作为本发明的进一步改进，为保证每个屏蔽层与矩形边框固定的位置不会漏出带辐射的中子和γ射线；γ射线屏蔽层一、水冷层、γ射线屏蔽层二、中子屏蔽层一、中子屏蔽层二和γ射线屏蔽层三依次焊接在矩形边框内。

附图说明

图1为本发明门扇的分离结构示意图。

图2为本发明门扇水冷层的结构示意图。

图3为第一水冷层的水冷通道示意图。

图4为第二水冷层的水冷通道示意图。

其中，1γ射线屏蔽层一、2水冷层、3γ射线屏蔽层二、4中子屏蔽层一、5中子屏蔽层二、6γ射线屏蔽层三、7矩形边框、8入水口、9出水口。

具体实施方式

如图1-4所示，一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，包括矩形边框7，矩形边框7中由前至后依次固定连接有γ射线屏蔽层一1、水冷层2、γ射线屏蔽层二3、中子屏蔽层一4、中子屏蔽层一5和γ射线屏蔽层三6；水冷层2上设置有入水口8和出水口9，入水口8和出水口9分别经过γ射线屏蔽层一1，水冷层2由三层钢板间隔堆叠而成，水冷层2内设置有第一水冷层和第二水冷层；三层钢板分为第一钢板、第二钢板和第三钢板，第一钢板和第二钢板之间设置有第一水冷层，第二钢板和第三钢板之间设置有第二水冷层；水冷层2内设置有水冷通道，水冷通道为往复通道；第一水冷层上间隔设置有第一水冷通道、第二水冷通道、第三水冷通道和第四水冷通道，第二水冷层上间隔设置有第五水冷通道、第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道；第一水冷通道、第二水冷通道、第三水冷通道、第四水冷通道、第五水冷通道、第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道对应互补分布在水冷层2的内部；第四水冷通道的出水端与第五水冷通道的进水端相通；入水口8经过γ射线屏蔽层一1并设置在水冷层2的上部，入水口8与第一水冷通道相通，出水口9经过γ射线屏蔽层一1并设置在水冷层2的下部，出水口9与第九水冷通道相通；中子屏蔽层一4和中子屏蔽层一5均由含纳米级碳化硼高密度聚乙烯板制成；γ射线屏蔽层一1、γ射线屏蔽层二3、γ射线屏蔽层三6和水冷层2均由高硼钢板制作而成；矩形边框7采用高硼钢板焊接制作而成；γ射线屏蔽层一1、水冷层2、γ射线屏蔽层二3、中子屏蔽层一4、中子屏蔽层一5和γ射线屏蔽层三6依次焊接在矩形边框7内。

本发明工作时，工作人员将含硼水通过入水口8注入第一水冷层，含硼水通过入水口8依次进入第一水冷层的第一水冷通道、第二水冷通道、第三通道和第四水冷通道，含硼水再通过第四水冷通道的出水端进入第五水冷通道的进水端，再依次进入第二水冷层的第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道，最终在第二水冷层的出水口9流出；由于第一水冷层设置在第一钢板和第二钢板之间，第二水冷层设置在第二钢板和第三钢板之间，第一水冷层和第二水冷层之间共用第二钢板，在第一水冷层上间隔设置的第一水冷通道、第二水冷通道、第三水冷通道和第四水冷通道之间间隔处的背面互补设置有第二水冷层的第五水冷通道、第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道，最终在出水口9流出，如此循环；完成水冷层2的全面水冷覆盖，提高中子屏蔽效果同时加强散热能力；当带辐射的中子和γ射线通过具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇时，一部分γ射线被γ射线屏蔽层一1屏蔽，另一部分带辐射的中子和γ射线继续经过水冷层2，当经过水冷层2时大部分中子被减速慢化吸收，同时二次释放出共化例子或者γ射线，再经过γ射线屏蔽层二3、中子屏蔽层一4、中子屏蔽层一5和γ射线屏蔽层三6后，带辐射的中子和γ射线能够被彻底屏蔽。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，包括矩形边框，其特征在于：所述矩形边框中由前至后依次固定连接有γ射线屏蔽层一、水冷层、γ射线屏蔽层二、中子屏蔽层一、中子屏蔽层二和γ射线屏蔽层三；所述水冷层上设置有入水口和出水口，所述入水口和出水口分别经过γ射线屏蔽层一，所述水冷层内设置有水冷通道，所述水冷通道为往复通道。

2.根据权利要求1所述的一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，其特征在于：所述水冷层由三层钢板间隔堆叠而成，所述水冷层内设置有第一水冷层和第二水冷层；所述三层钢板分为第一钢板、第二钢板和第三钢板，所述第一钢板和第二钢板之间设置有第一水冷层，所述第二钢板和第三钢板之间设置有第二水冷层。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，其特征在于：所述第一水冷层上间隔设置有第一水冷通道、第二水冷通道、第三水冷通道和第四水冷通道，所述第二水冷层上间隔设置有第五水冷通道、第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道；所述第一水冷通道、第二水冷通道、第三水冷通道、第四水冷通道、第五水冷通道、第六水冷通道、第七水冷通道、第八水冷通道和第九水冷通道对应互补分布在水冷层的内部；所述第四水冷通道的出水端与第五水冷通道的进水端相通。

4.根据权利要求1所述的一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，其特征在于：所述入水口经过γ射线屏蔽层一并设置在水冷层的上部，所述入水口与第一水冷通道相通，所述出水口经过γ射线屏蔽层一并设置在水冷层的下部，所述出水口与第九水冷通道相通。

5.根据权利要求1所述的一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，其特征在于：所述中子屏蔽层一和中子屏蔽层二均由含纳米级碳化硼高密度聚乙烯板制成。

6.根据权利要求1或2所述的一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，其特征在于：所述γ射线屏蔽层一、γ射线屏蔽层二、γ射线屏蔽层三和水冷层均由高硼钢板制作而成。

7.根据权利要求1所述的一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，其特征在于：所述矩形边框采用高硼钢板焊接制作而成。

8.根据权利要求1所述的一种具有水冷通道的复层中子屏蔽门扇，其特征在于：所述γ射线屏蔽层一、水冷层、γ射线屏蔽层二、中子屏蔽层一、中子屏蔽层二和γ射线屏蔽层三依次焊接在矩形边框内。