CN111667930A - 一种dd中子发生器屏蔽装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于中子发生器屏蔽技术领域，具体涉及一种DD中子发生器屏蔽装置，包括由第一屏蔽体(1)和第二屏蔽体(2)合拢组成的密封的立方体型的屏蔽体，第一屏蔽体(1)内部设置第一空腔(3)，第二屏蔽体(2)内部设置第二空腔(4)，第一屏蔽体(1)和第二屏蔽体(2)合拢时，第一空腔(3)和第二空腔(4)共同构成设置中子发生器的主体部分的设备舱；中子发生器的主体部分用于通过DD反应产生中子。本发明实现了DD中子发生器在普通环境中的使用，无需建造中子屏蔽厅。对于DD中子产额为1E8的中子发生器，在离屏蔽体外表面1米处的总剂量水平小于1μSv/h，工作人员可在此工作5000小时/年。中子发生器与屏蔽体可以良好结合，维护维修便捷。

Description

一种DD中子发生器屏蔽装置
技术领域
本发明属于中子发生器屏蔽技术领域，具体涉及一种DD中子发生器屏蔽装置。
背景技术
对于很多大学院校、科研院所和相关企业需要使用中子发生器产生的中子进行科学研究和中子活化分析检测等工作，由于中子的强辐射和快中子的深穿透性，需要建造专门的屏蔽厂房屏蔽中子，避免中子对周围环境和人员的辐射影响。对于中子产额达到1E8，能量为2.5MeV的DD中子发生器产生的中子，厂房墙体和屋顶需要采用混凝土进行实心浇注，厚度需要半米以上才能达到环评要求，厂房占地面积大，建造周期长，造价高，很多单位难以承受。
发明内容
针对小型DD中子发生器的环评要求，本发明的目的是提供一种尺寸小、屏蔽效果好、使用方便的自屏蔽装置。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种DD中子发生器屏蔽装置，其中，包括由第一屏蔽体和第二屏蔽体合拢组成的密封的立方体型的屏蔽体，所述第一屏蔽体内部设置第一空腔，所述第二屏蔽体内部设置第二空腔，当所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体合拢时，所述第一空腔和所述第二空腔共同构成设置中子发生器的主体部分的设备舱；所述中子发生器的所述主体部分用于通过DD反应产生中子。
进一步，所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体为立方体，所述第一空腔和所述第二空腔相对设置；所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体设置在设有滑轨的可移动的平台上，通过所述滑轨实现所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体的移动，从而实现所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体的合拢和分离。
进一步，所述第一空腔内设有支架，所述中子发生器的所述主体部分通过抱卡设置在所述支架上；所述支架的高度能够调整。
进一步，
所述第一屏蔽体上设有第一中子通道准直孔，所述第二屏蔽体上设有第二中子通道准直孔；所述第一中子通道准直孔与所述第二中子通道准直孔同轴；
还包括用于可拆卸的封堵所述第一中子通道准直孔和所述第二中子通道准直孔的含硼聚乙烯棒；
还包括可拆卸的设置在所述第一中子通道准直孔和所述第二中子通道准直孔内的不同孔径的含硼聚乙烯管，用于调节所述第一中子通道准直孔和所述第二中子通道准直孔的孔径，实现准直孔功能；
所述第一中子通道准直孔与所述第二中子通道准直孔对准所述中子发生器的所述主体部分的产生所述中子的靶心位置；
在所述第一屏蔽体的一侧上部设计高压线穿线孔，用于通过加速高压线，所述加速高压线用于为所述中子发生器的所述主体部分提供高压电，实现所述DD反应。
进一步，所述第一空腔的边沿设有凹槽，所述第二空腔的边沿设有凸缘，所述凹槽和所述凸缘能够相互配合，在所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体合拢时实现密封连接；所述凹槽和所述凸缘的咬合面能够降低中子和伽马射线从所述凹槽和所述凸缘的交接面的缝隙中泄漏的几率。
进一步，所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体各个方向上的屏蔽厚度均大于等于40.6cm；所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体的屏蔽层包括由内到外的含硼聚乙烯层、铅层、不锈钢板；所述含硼聚乙烯层用来屏蔽和吸收中子，所述铅层用于屏蔽伽马射线，所述不锈钢板用来外层保护。
进一步，在所述第一屏蔽体的底部，设有若干通孔，用于所述中子发生器的所述主体部分与所述中子发生器的附件部分之间的管线的连通；所述中子发生器的所述附件部分位于所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体之外，用于为所述主体部分提供所述DD反应所需的高压电源、设备电源、冷却液、控制信号；所述管线通过所述通孔后从所述第一屏蔽体的底部与所述平台之间的缝隙引出，连接所述中子发生器的所述附件部分。
进一步，在所述第一屏蔽体的外侧设有转换连接板，所述转换连接板上设有若干接头，所述管线连接到对应的所述接头上，所述中子发生器的所述附件部分的设备再与所述接头对应连接。
进一步，所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体的外表面设有把手，用于所述第一屏蔽体和所述第二屏蔽体的手动合拢或者分离。
进一步，所述平台底部设有若干万向轮，用于所述平台的移动。
本发明的有益效果在于：
1.实现了DD中子发生器在普通环境中的使用(在普通房间即可，占地面积仅2m2)，无需单独建造中子屏蔽厅。
2.对于DD中子产额为1E8的中子发生器，在离屏蔽体外表面1米处的总剂量水平小于1μSv/h，放射性工作者可在此工作5000小时/年。
3.中子发生器与屏蔽体可以良好结合，维护维修便捷。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种DD中子发生器屏蔽装置的示意图；
图2是本发明具体实施方式中所述的第一屏蔽体1的示意图；
图3是图2的A向视图；
图4是本发明具体实施方式中所述的第二屏蔽体2的示意图(设置在平台上)；
图5是图2的B向视图；
图6是本发明具体实施方式中所述的转换连接板13的示意图；
图中：1-第一屏蔽体，2-第二屏蔽体，3-第一空腔，4-第二空腔，5-滑轨，6-支架，7-第一中子通道准直孔，8-第二中子通道准直孔，9-高压线穿线孔，10-凹槽，11-凸缘，12-通孔，13-转换连接板，14-接头，15-把手，16-万向轮，17-备用电源插口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1至图4所示，本发明提供的一种DD中子发生器屏蔽装置，包括第一屏蔽体1和第二屏蔽体2。第一屏蔽体1和第二屏蔽体2合拢组成密封的立方体型的屏蔽体。第一屏蔽体1内部设置第一空腔3，第二屏蔽体2内部设置第二空腔4，当第一屏蔽体1和第二屏蔽体2合拢时，第一空腔3和第二空腔4共同构成设置中子发生器的主体部分的设备舱；中子发生器的主体部分用于通过DD反应产生中子，包括离子源、真空腔、高压单元、分子泵机组和供气装置。
第一屏蔽体1和第二屏蔽体2为立方体，第一空腔3和第二空腔4相对设置；第一屏蔽体1和第二屏蔽体2设置在设有滑轨5的可移动的平台上，通过滑轨5实现第一屏蔽体1和第二屏蔽体2的移动，从而实现第一屏蔽体1和第二屏蔽体2的合拢和分离。
如图3所示，第一空腔3内设有支架6，中子发生器的主体部分通过抱卡设置在支架6上；支架6的高度能够调整。在屏蔽体呈分离状态下安装或者检修中子发生器，在屏蔽体呈合拢状态下运行中子发生器。中子发生器的主体部分在屏蔽体内部竖直安装。
第一屏蔽体1上设有第一中子通道准直孔7，第二屏蔽体2上设有第二中子通道准直孔8，孔径均为100mm；第一中子通道准直孔7与第二中子通道准直孔8同轴；
还包括用于可拆卸的封堵第一中子通道准直孔7和第二中子通道准直孔8的含硼聚乙烯棒，在第一中子通道准直孔7和第二中子通道准直孔8不使用时进行封堵，使用时拆卸下来；
还包括可拆卸的设置在第一中子通道准直孔7和第二中子通道准直孔8内的不同孔径的含硼聚乙烯管，用于调节第一中子通道准直孔7和第二中子通道准直孔8的孔径，实现准直孔功能；
第一中子通道准直孔7与第二中子通道准直孔8对准中子发生器的主体部分的产生中子的靶心位置；
在第一屏蔽体1的一侧上部设计高压线穿线孔9，用于通过加速高压线，加速高压线用于为中子发生器的主体部分提供高压电，实现DD反应。
第一空腔3的边沿设有凹槽10，第二空腔4的边沿设有凸缘11，凹槽10和凸缘11能够相互配合，在第一屏蔽体1和第二屏蔽体2合拢时实现密封连接；凹槽10和凸缘11的咬合面能够降低中子和伽马射线从凹槽10和凸缘11的交接面的缝隙中泄漏的几率。
第一屏蔽体1和第二屏蔽体2各个方向上的屏蔽厚度均大于等于40.6cm；第一屏蔽体1和第二屏蔽体2的屏蔽层包括由内到外的含硼聚乙烯层、铅层、不锈钢板；含硼聚乙烯层厚度为40cm，铅层厚度为3mm，不锈钢板厚度为3mm；含硼聚乙烯层用来屏蔽和吸收中子，铅层用于屏蔽伽马射线，不锈钢板用来外层保护和装饰。
第一屏蔽体1和第二屏蔽体2合拢之后整体尺寸为：长×宽×高＝2m×1.2m×2.4m。
第一屏蔽体1和第二屏蔽体2合拢之后空腔(设备舱)尺寸为：长×宽×高＝40cm×30cm×100cm。
如图3、图5所示，在第一屏蔽体1的底部，设有若干通孔12，用于中子发生器的主体部分与中子发生器的附件部分之间的管线的连通；中子发生器的附件部分位于第一屏蔽体1和第二屏蔽体2之外，用于为主体部分提供DD反应所需的高压电源、设备电源、冷却液、控制信号；管线通过通孔12后从第一屏蔽体1的底部与平台之间的缝隙引出，连接中子发生器的附件部分。
如图1、图3、图5、图6所示，在第一屏蔽体1的外侧设有转换连接板13，转换连接板13上设有若干接头14，管线连接到对应的接头14上，中子发生器的附件部分的设备再与接头14对应连接。
第一屏蔽体1和第二屏蔽体2的外表面设有把手15，用于第一屏蔽体1和第二屏蔽体2的手动合拢或者分离。
平台底部设有若干万向轮16，用于平台的移动。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。

Claims (10)

1.一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：包括由第一屏蔽体(1)和第二屏蔽体(2)合拢组成的密封的立方体型的屏蔽体，所述第一屏蔽体(1)内部设置第一空腔(3)，所述第二屏蔽体(2)内部设置第二空腔(4)，当所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)合拢时，所述第一空腔(3)和所述第二空腔(4)共同构成设置中子发生器的主体部分的设备舱；所述中子发生器的所述主体部分用于通过DD反应产生中子。
2.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)为立方体，所述第一空腔(3)和所述第二空腔(4)相对设置；所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)设置在设有滑轨(5)的可移动的平台上，通过所述滑轨(5)实现所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)的移动，从而实现所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)的合拢和分离。
3.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：所述第一空腔(3)内设有支架(6)，所述中子发生器的所述主体部分通过抱卡设置在所述支架(6)上；所述支架(6)的高度能够调整。
4.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：
所述第一屏蔽体(1)上设有第一中子通道准直孔(7)，所述第二屏蔽体(2)上设有第二中子通道准直孔(8)；所述第一中子通道准直孔(7)与所述第二中子通道准直孔(8)同轴；
还包括用于可拆卸的封堵所述第一中子通道准直孔(7)和所述第二中子通道准直孔(8)的含硼聚乙烯棒；
还包括可拆卸的设置在所述第一中子通道准直孔(7)和所述第二中子通道准直孔(8)内的不同孔径的含硼聚乙烯管，用于调节所述第一中子通道准直孔(7)和所述第二中子通道准直孔(8)的孔径，实现准直孔功能；
所述第一中子通道准直孔(7)与所述第二中子通道准直孔(8)对准所述中子发生器的所述主体部分的产生所述中子的靶心位置；
在所述第一屏蔽体(1)的一侧上部设计高压线穿线孔(9)，用于通过加速高压线，所述加速高压线用于为所述中子发生器的所述主体部分提供高压电，实现所述DD反应。
5.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：所述第一空腔(3)的边沿设有凹槽(10)，所述第二空腔(4)的边沿设有凸缘(11)，所述凹槽(10)和所述凸缘(11)能够相互配合，在所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)合拢时实现密封连接；所述凹槽(10)和所述凸缘(11)的咬合面能够降低中子和伽马射线从所述凹槽(10)和所述凸缘(11)的交接面的缝隙中泄漏的几率。
6.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)各个方向上的屏蔽厚度均大于等于40.6cm；所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)的屏蔽层包括由内到外的含硼聚乙烯层、铅层、不锈钢板；所述含硼聚乙烯层用来屏蔽和吸收中子，所述铅层用于屏蔽伽马射线，所述不锈钢板用来外层保护。
7.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：在所述第一屏蔽体(1)的底部，设有若干通孔(12)，用于所述中子发生器的所述主体部分与所述中子发生器的附件部分之间的管线的连通；所述中子发生器的所述附件部分位于所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)之外，用于为所述主体部分提供所述DD反应所需的高压电源、设备电源、冷却液、控制信号；所述管线通过所述通孔(12)后从所述第一屏蔽体(1)的底部与所述平台之间的缝隙引出，连接所述中子发生器的所述附件部分。
8.如权利要求7所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：在所述第一屏蔽体(1)的外侧设有转换连接板(13)，所述转换连接板(13)上设有若干接头(14)，所述管线连接到对应的所述接头(14)上，所述中子发生器的所述附件部分的设备再与所述接头(14)对应连接。
9.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)的外表面设有把手(15)，用于所述第一屏蔽体(1)和所述第二屏蔽体(2)的手动合拢或者分离。
10.如权利要求1所述的一种DD中子发生器屏蔽装置，其特征是：所述平台底部设有若干万向轮(16)，用于所述平台的移动。
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