CN108444651A - 一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置及检测方法，内靶管压氦容器，内靶管压氦容器一端与电磁阀上端连接；电磁阀下端与四通管一端和波纹管一端均连接，四通管另外三端分别连接内靶管压氦容器、氦气瓶和空压机；波纹管另一端与同位素靶件压氦容器连接；第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器和同位素靶件检漏容器，第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器的一端均通过电磁阀与三通管的两端连接，三通管的另一端通过氦质谱检漏仪连接口与氦质谱检漏仪连接；同位素靶件检漏容器上设有3个KF接头，实现同位素靶件氦质谱泄漏快速检测，建立同位素靶件氦质谱泄漏快速检测方法，改进和完善同位素靶件制作工艺，保障同位素靶件质量。

Description

一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及同位素生产领域，具体地，涉及一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置及检测方法。

背景技术

放射性同位素广泛应用于军事、工业、医学等各个领域，具有很强的产业关联性，其发展可带动国民经济的持续增长和社会进步。IAEA曾对放射性同位素与辐射技术对全球社会经济的贡献给予高度评价，全球民用产业规模目前近万亿美元，具有潜在的巨大价值。

为了获得高活度的同位素产品，靶件必须有足够的中子注量即靶件在反应堆内有较长的辐照时间，这就要求靶件具有良好的密封性能。如今，传统的密封检测工艺(如气密性实验和渗透检测)仅针对焊缝进行，虽然存在一定程度上减少了靶件破损，但也存在密封性检测精度不高、检测时间长、易漏检和不易批量化检测的局限性，造成同位素靶件堆内破损率增加。

发明内容

本发明提供了一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置及检测方法，解决了现有同位素靶件泄漏检测的不足，实现同位素靶件氦质谱泄漏快速检测，建立同位素靶件氦质谱泄漏快速检测方法，改进和完善同位素靶件制作工艺，保障同位素靶件质量。

为了保证同位素靶件生产质量，降低破损率，有必要对同位素进行检测精度更高、灵敏度更高的氦质谱泄漏检测。本申请设计加工了同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，辅助氦质谱检漏仪对同位素靶件和内靶管分别进行氦质谱泄漏检测，为同位素靶件密封性能提供依据，保障同位素靶件质量。

为实现上述发明目的，根据同位素靶件内靶管和同位素靶件结构，设计同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，本申请提供了一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，所述装置包括：

压氦系统和检漏系统，压氦系统包括内靶管压氦容器，内靶管压氦容器一端与电磁阀上端连接；电磁阀下端与四通管一端和波纹管一端均连接，四通管另外三端分别连接同位素靶件压氦容器、氦气瓶和空压机，氦气瓶和空压机的连通管上均设有电磁阀；波纹管另一端与同位素靶件压氦容器连接；

检漏系统包括：第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器和同位素靶件检漏容器，第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器的一端均通过电磁阀与三通管的两端连接，三通管的另一端通过氦质谱检漏仪连接口与氦质谱检漏仪连接；同位素靶件检漏容器上设有3个KF 接头，其中一个KF接头用于连接氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪用于对同位素靶件进行氦质谱泄漏检测；其中一个KF接头用于连接真空计；其中一个KF接头用于连接标准漏孔，标准漏孔用于对检漏系统进行校准。

其中，本发明根据同位素靶件和内靶管结构，设计了同位素内靶管和同位素靶件压氦装置，并在压氦装置上设计压力表接口，实现了压力实时显示；同时优化了压氦结构，通过四通管结构进行管路集成，实现了统一接口对统一容器压氦容器压氦、清洗和氦排放，有利于快速降低氦本底，提高泄漏检测效率。设计了同位素靶件和批量内靶管检测容器，并在检测容器上设计真空计接口，实现了漏检测真空度实时显示，建立了同位素靶件泄漏检测方法；在检漏容器远端设计了标准漏孔接口，验证了检测系统漏率，保证了测量泄漏检测的准确性。

进一步的，内靶管压氦容器内安装有吊篮，吊篮用于放置内靶管。内靶管压氦容器另一端安装有旋转手柄，旋转手柄上安装有密封圈，通过旋转手柄挤压密封圈实现内靶管压氦容器的密封，内靶管压氦容器上安装有压力表。同位素靶件压氦容器一端安装有旋转手柄，旋转手柄上安装有密封圈，通过挤压密封圈实现同位素靶件压氦装置密封；同位素靶件压氦容器上安装有压力表。第二内靶管检漏容器上安装有真空计。第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器的另一端均安装有旋转手柄，手柄上安装有密封圈，通过挤压密封圈实现内靶管检漏容器密封。同位素靶件检漏容器一端安装有旋转手柄，旋转手柄上安装有密封圈，通过挤压密封圈实现同位素靶件检漏容器密封。

另一方面，本申请还提供了一种所述同位素靶件氦质谱泄漏检测装置的检测方法，所述检测方法包括：

内靶管泄漏检测时，首先将内靶管放入内靶管压氦容器吊篮内，通过旋转手柄密封内靶管，打开压氦容器电磁阀，打开氦气源，氦气进入内靶管压氦容器，内靶管压氦容器的压力达标时，关闭压氦容器电磁阀和氦气源，保压预设时间；保压完成后，打开氦气排放口处的电磁阀，将氦气排出；打开空压机连接处的电磁阀，启动空压机，压缩空气进入内靶管压氦容器，空气吹拂内靶管表面预设时间，对内靶管表面吸附氦进行清除，氦气沿着排放口排除，关闭氦气排放口处的电磁阀；打开内靶管压氦容器，转移吊篮内的内靶管至内靶管检漏容器行氦质谱泄漏检测，若第一内靶管检漏容器内内靶管未泄漏(相对于检测标准)，本批次内靶管全部合格；若第一内靶管检漏容器内内靶管存在泄漏，则关闭第一内靶管检漏容器的电磁阀，取检测数量的1/2放入第二内靶管检漏容器，对第二内靶管检漏容器内靶管进行氦质谱泄漏检测；若第二内靶管检漏容器内内靶管不存在泄漏，第二内靶管检漏容器内靶管合格；若第二内靶管检漏容器内内靶管存在泄漏，继续取出其数量的1/2放入第一内靶管检漏容器，重复上述方法，进行泄漏检测至找到破损内靶管；若第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器内靶管同时存在泄漏，则将第二内靶管检漏容器内的内靶管数量的1/2放入第一内靶管检漏容器，直至第二内靶管检漏容器内内靶管全部检漏完毕，然后对第一内靶管检漏容器内内靶管进行泄漏检测至第一内靶管检漏容器内内靶管检漏完毕。

所述检测方法还包括：

同位素靶件进行泄漏检测时，首先安装标准漏孔，验证同位素靶件检漏系统的可靠性，测量完成后，关闭标准漏孔，将同位素靶件放入同位素靶件检漏容器旋转手柄密封同位素靶件，对同位素靶件进行氦质谱泄漏检测，若存在泄漏，则靶件报废；若不存在泄漏，且加工时压氦完成到泄漏检测时间不超过36小时，直接对靶件进行氦质谱泄漏检测；若时间超过 36小时，需要将同位素靶件放入同位素靶件压氦容器中进行压氦试验，压氦完成后，高压气体吹拂靶件表面预设时间至表面吸附氦已完全清除，将靶件放入同位素靶件检漏容器再次进行氦质谱泄漏检测。

本申请提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明设计了同位素内靶管和同位素靶件压氦装置，并在压氦装置上设计压力表接口，实现了压力实时显示；同时优化了压氦结构，通过四通管结构进行管路集成，实现了统一接口对统一容器压氦容器压氦、清洗和氦排放，有利于快速降低氦本底，提高泄漏检测效率。

本发明设计了同位素靶件和批量内靶管检测容器，并在检测容器上设计真空计接口，实现了漏检测真空度实时显示，建立了同位素靶件泄漏检测方法；

在检漏容器远端设计了标准漏孔接口，验证了检测系统漏率，保证了测量泄漏检测的准确性；

实现了同位素靶件和内靶管氦质谱泄漏快速检测，建立了同位素靶件和内靶管氦质谱泄漏快速检测方法，实现了同位素靶件内靶管氦质谱泄漏检测，为同位素靶件焊接工艺的完善和提高提供重要依据，为同位素靶件批量生产提供技术保障。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定；

图1是同位素靶件氦质谱泄漏检测装置结构示意图；

其中，1-压力表 2-真空计 3-同位素靶件压氦容器 4-同位素靶件检漏容器 5-内靶管压氦容器 6-第二内靶管检漏容器 7-第一内靶管检漏容器 8-氦质谱检漏仪连接口9-氦气瓶连接口 10-空压机 11-氦气排放口 12–操作台 13-电磁阀。

具体实施方式

本发明提供了一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置及检测方法，解决了现有同位素靶件泄漏检测的不足，实现同位素靶件氦质谱泄漏快速检测，建立同位素靶件氦质谱泄漏快速检测方法，改进和完善同位素靶件制作工艺，保障同位素靶件质量。

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

一种同位素靶件氦质谱泄漏检测容器，包括同位素靶件压氦容器，所述同位素靶件压氦容器上设计有KF接口，KF接口能够快速连接氦气源。压氦容器上连接有旋转手柄，通过旋转手柄挤压密封圈实现同位素靶件容器内的密封。压氦容器上连接有压力表接口，氦气源打开，可以通过打开电磁阀，氦气能够进入压氦容器，压力表能够实时显示氦气压力大小。

同位素靶件检漏容器，所述同位素靶件检漏容器上设计有KF接口，KF接口能够快速连接氦质谱检漏仪。检漏容器上连接有旋转手柄，通过旋转手柄挤压密封圈实现同位素靶件容器内的密封。压氦容器上连接有真空计，启动氦质谱检漏仪抽真空时，真空度能够实时显示；

内靶管压氦容器上连接有旋转手柄，内靶管压氦容器内装有吊篮，吊篮内可以放置批量的内靶管；通过旋转手柄挤压密封圈可以实现内靶管密封，一端连接电磁阀，通过电磁阀开关控制氦气进入；压氦完成后，打开电磁阀，通过氦气排放口将多余的氦气排除；同时，能够连接压缩空气清洗内靶管表面残留氦。

内靶管检漏容器上连接有旋转手柄，容器内放置有吊篮，吊篮内可以放置固定数量的内靶管，通过旋转手柄挤压密封圈可以实现内靶管密。一端连接真空计，实时显示真空度大小；一端连接电磁阀，通过电磁阀开关控制检漏仪连接管道。如果内靶管泄漏检测合格，可以入堆运行；如果内靶管泄漏检测不合格，将批量内靶管平均分成两部分，将内靶管放入检漏容器，分别对两个容器进行氦质谱泄漏检测，确定破损内靶管数量。

四通管分别连接内靶管压氦容器、氦气瓶和空压机，辅助实现压氦容器压氦、清洗和氦排放，优化管路结构，快速降低氦本底。

本申请中的装置包括压氦系统和检漏系统，压氦系统如图1所示一种同位素靶件氦质谱检漏装置，包括内靶管压氦容器，内靶管压氦容器内安装吊篮，吊篮内可以放置内靶管，一端连接电磁阀，电磁阀开关可以控制压氦容器内气体流出和流入，压氦容器一端安装有旋转手柄，旋转手柄上安装有密封圈，通过旋转手柄挤压密封圈可以实现压氦容器的密封，压氦容器上安装有压力表，压氦压力实时显示；电磁阀下端分别连接有四通管和波纹管，四通管分别连接内靶管压氦容器、氦气瓶和空压机，分别通过电磁阀控制氦气流入和流出以及压缩空气流入。波纹管一端连接有同位素靶件压氦容器，同位素靶件压氦容器一端安装有旋转手柄，手柄上安装有密封圈，通过挤压密封圈实现同位素靶件压氦装置密封；同位素靶件压氦容器上安装有压力表，压氦压力实时显示。

检漏系统：如图1所示一种同位素靶件氦质谱检漏装置，包括：第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器和同位素靶件检漏容器，第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器的一端均通过电磁阀与三通管的两端连接，三通管的另一端通过氦质谱检漏仪连接口与氦质谱检漏仪连接；同位素靶件检漏容器上设有3个KF接头，其中一个KF接头用于连接氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪用于对同位素靶件进行氦质谱泄漏检测；其中一个KF接头用于连接真空计；其中一个KF接头用于连接标准漏孔，标准漏孔用于对检漏系统进行校准。

内靶管泄漏检测时，首先将内靶管放入内靶管压氦容器吊篮内，通过旋转手柄密封内靶管，打开压氦容器电磁阀，打开氦气源，氦气进入内靶管压氦容器，内靶管压氦容器的压力达标时，关闭压氦容器电磁阀和氦气源，保压预设时间；保压完成后，打开氦气排放口处的电磁阀，将氦气排出；打开空压机连接处的电磁阀，启动空压机，压缩空气进入内靶管压氦容器，空气吹拂内靶管表面预设时间，对内靶管表面吸附氦进行清除，氦气沿着排放口排除，关闭氦气排放口处的电磁阀；打开内靶管压氦容器，转移吊篮内的内靶管至内靶管检漏容器行氦质谱泄漏检测，若第一内靶管检漏容器内内靶管未泄漏(相对于检测标准)，本批次内靶管全部合格；若第一内靶管检漏容器内内靶管存在泄漏，则关闭第一内靶管检漏容器的电磁阀，取检测数量的1/2放入第二内靶管检漏容器，对第二内靶管检漏容器内靶管进行氦质谱泄漏检测；若第二内靶管检漏容器内内靶管不存在泄漏，第二内靶管检漏容器内靶管合格；若第二内靶管检漏容器内内靶管存在泄漏，继续取出其数量的1/2放入第一内靶管检漏容器，重复上述方法，进行泄漏检测至找到破损内靶管；若第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器内靶管同时存在泄漏，则将第二内靶管检漏容器内的内靶管数量的1/2放入第一内靶管检漏容器，直至第二内靶管检漏容器内内靶管全部检漏完毕，然后对第一内靶管检漏容器内内靶管进行泄漏检测至第一内靶管检漏容器内内靶管检漏完毕。

同位素靶件进行泄漏检测时，首先安装标准漏孔，验证同位素靶件检漏系统的可靠性，测量完成后，关闭标准漏孔，将同位素靶件放入同位素靶件检漏容器旋转手柄密封同位素靶件，对同位素靶件进行氦质谱泄漏检测，若存在泄漏，则靶件报废；若不存在泄漏，且加工时压氦完成到泄漏检测时间不超过36小时，直接对靶件进行氦质谱泄漏检测；若时间超过 36小时，需要将同位素靶件放入同位素靶件压氦容器中进行压氦试验，压氦完成后，高压气体吹拂靶件表面预设时间至表面吸附氦已完全清除，将靶件放入同位素靶件检漏容器再次进行氦质谱泄漏检测。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，其特征在于，所述装置包括：

压氦系统和检漏系统，压氦系统包括内靶管压氦容器，内靶管压氦容器一端与电磁阀上端连接；电磁阀下端与四通管一端和波纹管一端均连接，四通管另外三端分别连接同位素靶件压氦容器、氦气瓶和空压机，氦气瓶和空压机的连通管上均设有电磁阀；波纹管另一端与同位素靶件压氦容器连接；

检漏系统包括：第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器和同位素靶件检漏容器，第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器的一端均通过电磁阀与三通管的两端连接，三通管的另一端通过氦质谱检漏仪连接口与氦质谱检漏仪连接；同位素靶件检漏容器上设有3个KF接头，其中一个KF接头用于连接氦质谱检漏仪，氦质谱检漏仪用于对同位素靶件进行氦质谱泄漏检测；其中一个KF接头用于连接真空计，真空计实时显示真空度；其中一个KF接头用于连接标准漏孔，标准漏孔用于对检漏系统进行校准。

2.根据权利要求1所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，其特征在于，内靶管压氦容器内安装有吊篮，吊篮用于放置内靶管。

3.根据权利要求1所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，其特征在于，内靶管压氦容器另一端安装有旋转手柄，旋转手柄上安装有密封圈，通过旋转手柄挤压密封圈实现内靶管压氦容器的密封，内靶管压氦容器上安装有压力表。

4.根据权利要求1所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，其特征在于，同位素靶件压氦容器一端安装有旋转手柄，旋转手柄上安装有密封圈，通过挤压密封圈实现同位素靶件压氦装置密封；同位素靶件压氦容器上安装有压力表。

5.根据权利要求1所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，其特征在于，第二内靶管检漏容器上安装有真空计。

6.根据权利要求1所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，其特征在于，第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器的另一端均安装有旋转手柄，手柄上安装有密封圈，通过挤压密封圈实现内靶管检漏容器密封。

7.根据权利要求1所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置，其特征在于，同位素靶件检漏容器一端安装有旋转手柄，旋转手柄上安装有密封圈，通过挤压密封圈实现同位素靶件检漏容器密封。

8.一种基于权利要求1-7中任一所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

内靶管泄漏检测时，首先将内靶管放入内靶管压氦容器吊篮内，通过旋转手柄密封内靶管，打开压氦容器电磁阀，打开氦气源，氦气进入内靶管压氦容器，内靶管压氦容器的压力达标时，关闭压氦容器电磁阀和氦气源，保压预设时间；保压完成后，打开氦气排放口处的电磁阀，将氦气排出；打开空压机连接处的电磁阀，启动空压机，压缩空气进入内靶管压氦容器，空气吹拂内靶管表面预设时间，对内靶管表面吸附氦进行清除，氦气沿着排放口排除，关闭氦气排放口处的电磁阀；打开内靶管压氦容器，转移吊篮内的内靶管至内靶管检漏容器行氦质谱泄漏检测，若第一内靶管检漏容器内内靶管未泄漏，则本批次内靶管合格；若第一内靶管检漏容器内内靶管存在泄漏，则关闭第一内靶管检漏容器的电磁阀，取检测数量的1/2放入第二内靶管检漏容器，对第二内靶管检漏容器内靶管进行氦质谱泄漏检测；若第二内靶管检漏容器内内靶管不存在泄漏，第二内靶管检漏容器内靶管合格；若第二内靶管检漏容器内内靶管存在泄漏，继续取出其数量的1/2放入第一内靶管检漏容器，重复上述方法，进行泄漏检测至找到破损内靶管；若第一内靶管检漏容器、第二内靶管检漏容器内靶管同时存在泄漏，则将第二内靶管检漏容器内的内靶管数量的1/2放入第一内靶管检漏容器，直至第二内靶管检漏容器内内靶管全部检漏完毕，然后对第一内靶管检漏容器内内靶管进行泄漏检测至第一内靶管检漏容器内内靶管检漏完毕。

9.一种基于权利要求1-7中任一所述的同位素靶件氦质谱泄漏检测装置的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：

同位素靶件进行泄漏检测时，首先安装标准漏孔，测量同位素靶件检漏系统的可靠性，测量完成后，关闭标准漏孔，将同位素靶件放入同位素靶件检漏容器旋转手柄密封同位素靶件，对同位素靶件进行氦质谱泄漏检测，若存在泄漏，则靶件报废；若不存在泄漏，且加工时压氦完成到泄漏检测时间不超过预设时间，直接对靶件进行氦质谱泄漏检测；若时间超过预设时间，需要将同位素靶件放入同位素靶件压氦容器中进行压氦试验，压氦完成后，高压气体吹拂靶件表面预设时间至表面吸附氦已完全清除，将靶件放入同位素靶件检漏容器再次进行氦质谱泄漏检测。