CN109901212B - 用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统，包括四棱锥形铅粒准直器、滑轨车、不锈钢架和测量清污抽屉，所述的测量清污抽抽屉的前板和底板是连接为一体，后板和侧板连为一体，使用时先将侧板和后板插入污染沙土，插入深度由固定片锁定，插入后再将前板和底板插入即可；不锈钢架在抽屉上方放置，然后将滑轨及滑轨车放置在不锈钢架上，不锈钢架的作用是支撑滑轨及滑轨车；滑轨车上放置铅粒准直器及探测器等测量设备，铅粒准直器由上部方形铅粒屏蔽体和下部四棱锥形铅粒准直器通过焊接连接，两者由内外壳不锈钢材料制作，内外壳之间灌入细铅粒。本发明可拆卸，满足便携式要求，空间较小、成本较低，控制较为简便。

Description

用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统

技术领域

本发明涉及核技术应用领域中放射性核素扫描测量及清污技术，具体是用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统。

背景技术

远距离高灵敏度伽马相机能够在短时间内对核污染区定位，并获得污染面积和污染程度等信息。伽马相机的缺点是分辨率不够高，只能给出热区的大概位置不能给出热区的深度和活度浓度信息。现有的层析扫描技术效率矩阵刻度模型和层析扫描透射图像重建算法适用于废物桶和废物箱的探测，对于放射性废物场使用不方便，无法开展工作。对放射性废物临时埋藏单元中放射性材料进行逐层剥离清污是一种可实施性较强的方法，目前国内主要有三家单位进行过此项工作：北京城市放射性废物库退役终态前和吉林省放射性废物库旧库退役，采用布网格和梅花布点法取样，样品用γ谱仪法测量，根据测量结果对污染区域分层清污治理的方法进行场址的治理；中核四川环保工程有限责任公司（前身是国营821厂，821厂的业务是生产核材料）用于核设施退役，具体方法是使用γ剂量率仪器搜寻“热点”或“热区”之后，使用挖掘机剥离5cm厚的污染土，然后再次测量剂量率，若“热点”或“热区”被清除，则停止剥离，否则继续挖掘。但测量剂量率时，是工作人员手持仪器进行，边剥离边测量，人员所受剂量过大。

清污除了要考虑清污效果，还要考虑废物的最小化，以降低处置和管控成本，因此，在剥离实施前，通过测量来确定一定面积和厚度中污染物中的比活度具有非常重要的意义，可以指导污染物按等级封装。因此，逐层剥离技术关键就是使用射线探测技术将放射核素分布和比活度调查清楚，在此基础上进行沙土逐层剥离清污技术研究。一般来说，通过机械手或挖掘机方式可以实现精确控制剥离2.0cm沙土的目标，但是通过机械方式容易起尘，交叉污染较为严重，控制系统复杂等诸多问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的在于：提供一种控制较为简便的支撑及清污装置，它能给探测器及铅粒准直器提供可靠的支撑移动功能，完成探测器精确的竖向和横向扫描测量和准确控制清污深度，系统重量轻且满足便携式要求，能够有效避免起尘及交叉污染，有效屏蔽侧面及深层射线的干扰等。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种控制较为简便的支撑及清污装置，包括四棱锥形铅粒准直器、滑轨车、不锈钢架和测量清污抽屉；铅粒准直器由方形铅粒屏蔽体和四棱锥形铅粒准直器两部分组成，铅粒准直器由不锈钢内外壳组成，内外壳之间灌入细铅粒，以达到准直射线和屏蔽侧面射线的目的；方形铅粒屏蔽体包裹探测器孔为圆柱形外方形，铅粒准直器及探测器被固定架固定在平板小车上，以上屏蔽体厚度以屏蔽2MkeVγ射线的90％为标准进行设计计算。

所述滑轨车由滑轨和平板小车组成，滑轨及平板小车由硬铝材质制作，滑轨中空并由塑料棒填充，整个滑轨车可拆卸，便于随身携带；滑轨由竖滑轨和横滑轨组成，平板小车在其上完成横向和竖向运动；滑轨之间采用硬铝固定杆固定连接；平板小车使用滑轮在滑轨上运动；同时，滑轨车配有电机驱动装置和遥控装置，满足整个车体遥控移动的功能，滑轨车上承载铅粒准直器和探测器等测量装置，滑轨车上开有铅粒准直器大小的视野窗。

所述不锈钢架由两个矩形钢管架和两个对角钢管组成。大矩形管架钢管和对角钢管直径要大于小矩形管架钢管直径，钢架保持在一个平面内，以保证滑轨车在其上平稳运行；为保证在一个平面，不锈钢架衔接处采用角套筒和半套筒加螺母固定的方式，可拆卸便于运输。

所述测量清污抽屉，前板和底板连为一体，侧板高度代表沙土剥离厚度，将侧板和后板连为一体，将其打入沙土层，再将前板和底板从侧面插入即可，侧板上面装有固定片，其作用是限制侧板和后板进入沙土深度；在每个抽屉上方依次测量，测量完成后将整个抽屉提出，然后将沙土分类归类。材质选择：板要薄，密度要大，考虑使用不锈钢做板的模具，里面灌铅的设计方案。

本发明提出抽屉测量模式，该模式一方面可以实现对沙土逐层剥离清污，克服机械方式的所有不足。另一方面可以提高射线探测的准确度，通过抽屉板的屏蔽作用，将抽屉侧面及深层射线的干扰排出在外，从而简化射线探测的方法。抽屉前板和底板连为一体，侧板上焊接有固定片，侧板高度代表沙土剥离厚度，将侧板和后板连为一体，将其插入沙土层，固定片限制抽屉继续深入沙土。再将前板和底板从侧面插入即可。在每个抽屉上方依次测量，测量完成后将整个抽屉提出，沙土分类归类。板要薄，密度要大，考虑使用不锈钢做板的表层，里面灌铅的设计方案。

为全覆盖测量，不留死角，需要将整个污染场划分成网格，根据网格形状设计铅粒准直器为四棱锥形，从而使方形视野拼接起来不留死角，准直口径大小决定探测视野大小。铅粒准直器由不锈钢内外壳组成，内外壳之间灌入细铅粒，以达到有效准直射线和屏蔽侧面射线的目的。为能够使探测器逐个网格扫描测量，使用滑轨和滑轨车作为载体进行扫描测量，滑轨使用硬铝材质制作，整个滑轨不能整体移动，容易散架，因此设计不锈钢架，以支撑整个滑轨，以保证滑轨车在其上平稳运行。滑轨车靠电机驱动装置作为动力，完成整个车体遥控移动的功能。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该发明提出抽屉测量模式，该模式一方面对沙土剥离深度进行精确控制，另一方面可以通过抽屉板的屏蔽作用有效屏蔽侧面及深层射线干扰；铅粒准直器设计成四棱锥形，实现扫描测量时方形视野拼接后不留探测死角；铅粒准直器使用细铅粒，铅粒可以组成任意形状屏蔽体，提高铅屏蔽体的利用率，简化制作工序；滑轨及平板小车由硬铝材质制作，滑轨中空并由塑料棒填充，减轻整个滑轨车重量；不锈钢架衔接处采用套筒设计及螺母固定的方式，保证滑轨在一个平面，满足可拆卸便于运输的要求。

附图说明

图1为测量支架整体效果图。

图2为滑轨车的结构示意图。

图3为铅粒准直器及固定架结构示意图。

图4为铅粒准直器的结构示意图。

图5为清污测量抽屉的结构示意图。

图中：1－不锈钢架；2－竖滑轨；3－横滑轨；4－对角钢管；5－角套筒；6－半套筒加螺母；7－固定杆；8－滑轮；9－塑料棒填充；10－探测器视野窗；11－硬铝滑轨；12－铅粒准直器；13－固定架；14－方形铅粒屏蔽体；15－四棱锥形铅粒准直器；16－固定片；17－后板；18－侧板；19－底板；20－前板；21－滑轨车；22－清污测量抽屉；23－平板小车；24－矩形管架。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～5，本发明实施例中，一种用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统，包括四棱锥形铅粒准直器12、滑轨车21、不锈钢架1和测量清污抽屉22；所述的测量清污抽屉22大小和铅粒准直器12视野大小一致，其作用一是固定清污深度，二是方便剥离污染沙土，三是能有效屏蔽视野内侧面及底层射线的干扰；抽屉的前板20和底板19是连接为一体，后板17和侧板18连为一体，使用时先将侧板18和后板17插入污染沙土，插入深度由固定片锁定，插入后再将前板20和底板19插入即可，所述不锈钢架1在抽屉22上方放置，然后将滑轨11及滑轨车21放置在不锈钢架1，不锈钢架1的作用是支撑滑轨11及滑轨车21，滑轨车21上放置铅粒准直器12及探测器等测量设备，扫描测量完成后将整个抽屉22拔出即可完成剥离污染沙土的目的；2、不锈钢架1主要包括两个矩形钢管架24和两个对角钢管4组成。这种设计主要是为保证能支撑滑轨11及滑轨车21，使滑轨车21能够在其上平稳移动，大矩形钢管架钢管24和对角钢管4直径要大于小矩形管架钢管直径，外围矩形钢管架主要对整个系统其支撑作用，所以要求较粗些，内矩形管架主要起网支撑作用，主要支撑滑轨11，两个对角钢管4的作用主要起固定和增加稳固性作用，同时也要支撑滑轨11，但是所做钢架都必须保持在一个平面内，以保证滑轨车21在其上平稳运行。为保证在一个平面，不锈钢架1衔接处采用角套筒5和半套筒加螺母6固定的方式，可拆卸便于运输；3、滑轨车21由滑轨11和平板小车23组成，滑轨11放置在不锈钢架1，平板小车23有四个轮子，轮子在横滑轨3上移动，横滑轨3下面也装有轮子，可在竖滑轨2上移动，从而平板小车23完成横向和竖向的运动；滑轨11及平板小车23由硬铝材质制作，滑轨11中空并由塑料棒9填充，整个滑轨车21可拆卸，便于随身携带；滑轨11和滑轨11之间采用硬铝固定杆7固定连接；滑轨车21配有电机驱动装置和遥控装置，车体可以以不同的速度匀速完成移动，滑轨车21上开有铅粒准直器大小的视野窗10，铅粒准直器12和探测器等测量装置架设在视野窗上，可以完成放射性核素扫描测量的功能；4、铅粒准直器12由上部方形铅粒屏蔽体14和下部四棱锥形铅粒准直器12通过焊接连接，两者由内外壳不锈钢材料制作，内外壳之间灌入细铅粒，上部有盖，盖上开两个圆孔，内径56mm的圆孔用于放置探测器，上部方形铅粒屏蔽体14的作用是屏蔽侧面射线进入探测器；下部四棱锥形铅粒准直器15可达到准直射线和屏蔽侧面射线的目的，铅粒准直器12及探测器被固定架13通过螺母固定在平板小车23上，以上屏蔽体厚度以屏蔽掉2MkeVγ射线的90％为标准进行设计计算。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统，其特征在于：包括四棱锥形铅粒准直器(12)、滑轨车(21)、不锈钢架(1)和测量清污抽屉(22)；铅粒准直器(12)由方形铅粒屏蔽体(14)和四棱锥形铅粒准直器(12)两部分组成，铅粒准直器(12)由不锈钢内外壳组成，内外壳之间灌入细铅粒；方形铅粒屏蔽体(14)包裹探测器孔为圆柱形外方形，铅粒准直器(12)及探测器被固定架(13)固定在平板小车(23)上，以上屏蔽体厚度以屏蔽2MkeVγ射线的90％为标准进行设计计算。

2.根据权利要求1所述的用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统，其特征在于：所述滑轨车(21)由滑轨(11)和平板小车(23)组成，滑轨(11)及平板小车(23)由硬铝材质制作，滑轨(11)中空并由塑料棒(9)填充，整个滑轨车可拆卸；滑轨由竖滑轨(2)和横滑轨(3)组成；滑轨(11)之间采用硬铝固定杆(7)固定连接；平板小车(23)使用滑轮(8)在滑轨上运动；滑轨车(21)配有电机驱动装置和遥控装置，滑轨车上承载铅粒准直器(12)和探测器，滑轨车上开有铅粒准直器大小(12)的视野窗(10)。

3.根据权利要求1所述的用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统，其特征在于：所述不锈钢架(1)由两个矩形钢管架(24)和两个对角钢管(4)组成；大矩形管架钢管和对角钢管直径要大于小矩形管架钢管直径，钢架保持在一个平面内；不锈钢架衔接处采用角套筒(5)和 半套筒加螺母(6)固定的方式。

4.根据权利要求1所述一种用于放射性核素扫描测量及清污的平台系统，其特征在于：所述测量清污抽屉(22)，前板(20)和底板(19)连为一体，侧板(18)高度代表沙土剥离厚度，侧板(18)和后板(17)连为一体，将其打入沙土层，再使前板(20)和底板(19)从侧面插入即可，侧板(18)上面装有固定片(16)。

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