CN112147162A - 一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法 - Google Patents

一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法 Download PDF

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杨生胜
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Abstract

本申请公开了一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法，耦合装置包括耦合窗体以及耦合窗，其中：耦合窗体为方体结构，耦合窗体的一个侧面安装有耦合窗；耦合窗上安装有耦合窗金属薄膜；耦合窗体通过耦合窗金属薄膜封闭耦合窗，在耦合窗体内部形成真空室。耦合方法包括步骤：放入剂量耦合装置；标定剂量率，安装试验样品；确定试验计划总剂量对应的辐照时间；升起辐照源；辐照源升起后，计时；在试验样品辐照剂量达到试验计划的总剂量或剂量点时，关闭辐照源；取出试验样品，进行性能测试。本申请解决相关技术中射线辐射剂量率存在浪费、工程使用价值低的技术问题。

Description

一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法
技术领域
本申请涉及空间应用技术领域，适用于空间功能材料地面模拟试验，具体而言，涉及一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法。
背景技术
功能材料容易受到空间辐射环境的影响，因此在航天器设计中选择功能材料时必须考虑辐射效应的影响，以保证其在空间辐射环境中完成预定的功能，地面通常采用辐照试验的方法模拟及评估材料在轨性能，用60Coγ开展功能材料辐照试验是常用的手段。在60Coγ辐照实验中，臭氧、污染及氧气成分容易造成辐照效应试验的误差，为了减少辐照源的剂量损失，需要采用真空环境下的辐照试验方法，传统真空室一般采用几个厘米的钢板制成，由于60Coγ射线在钢中剂量随着钢板的厚度显著衰减，造成60Coγ射线辐射剂量率的浪费，工程使用价值低，不利于开展材料辐射效应评价的开展。
针对相关技术中射线辐射剂量率存在浪费、工程使用价值低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法，以解决相关技术中射线辐射剂量率存在浪费、工程使用价值低的问题。
为了实现上述目的，第一方面，本申请提供了一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置。
根据本申请的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，包括：耦合窗体以及耦合窗，其中：耦合窗体为方体结构，耦合窗体的一个侧面安装有耦合窗；耦合窗上安装有耦合窗金属薄膜；耦合窗体通过耦合窗金属薄膜封闭耦合窗，在耦合窗体内部形成真空室。
进一步的，60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，还包括矩形压框，矩形压框与耦合窗尺寸匹配，耦合窗金属薄膜压紧在矩形压框与耦合窗之间。
进一步的，耦合窗和/或矩形压框与耦合窗金属薄膜贴合面的四周设置有用于安装密封装置的密封槽。
进一步的，耦合窗金属薄膜与耦合窗四周通过金属密封。
进一步的，矩形压框与耦合窗通过螺栓紧固贴紧。
进一步的，耦合窗体采用不锈钢材料制成。
进一步的，耦合窗金属薄膜采用钛金属薄膜。
进一步的，钛金属薄膜的厚度为30μm-100μm。
进一步的，真空室连接有抽真空装置。
第二方面，本申请还提供了一种应用上述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将剂量耦合装置放入辐照场中；
(2)根据剂量计对剂量耦合装置内剂量率进行标定，将试验样品安装到真空室中；
(3)依照辐照剂量等于辐照剂量率与辐照时间的乘积，确定试验计划总剂量对应的辐照时间；
(4)在保证各部分工作正常后，升起辐照源；
(5)当辐照源完全升起后，开始计时；
(6)辐照剂量或时间进行累计，在试验样品辐照剂量达到试验计划的总剂量或剂量点时，关闭辐照源，取出试验样品进行性能测试。
本申请的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法，在真空辐照装置(即剂量耦合装置)中辐照面一端采用薄膜耦合窗，使真空室引入对辐照源的剂量损失近似可以忽略，使该装置具有良好的工程使用价值，有利于开展材料辐射效应评价的开展。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据本申请实施例提供的一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置的结构示意图；
图中：1-耦合窗体、11-真空室、2-耦合窗、21-耦合窗金属薄膜、3-矩形压框、4-金属密封；
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1所示，本申请的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置的一种实施方式，包括：耦合窗体1以及耦合窗2，其中：耦合窗体1为方体结构，耦合窗体1的一个侧面安装有耦合窗2；耦合窗2上安装有耦合窗金属薄膜21；耦合窗体1通过耦合窗金属薄膜21封闭耦合窗2，在耦合窗体1内部形成真空室11。
具体的，在60Coγ辐照实验中，由于射线源不能直接放入真空室11，因此需要将射线耦合入真空室11开展真空条件下的材料辐射试验研究。本装置采用高强度的金属薄膜代替射线入射面的钢板结构，由于γ射线在材料中的剂量损失与穿过的材料质量有关，采用薄膜耦合的方法，提高了射线的穿透性，继而提高了射线的利用率。
进一步的，60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，还包括矩形压框3，矩形压框3与耦合窗2尺寸匹配，耦合窗金属薄膜21压紧在矩形压框3与耦合窗2之间，从而保证了耦合窗金属薄膜21四周安装的稳定与牢固，且安装便于操作。
进一步的，耦合窗2和/或矩形压框3与耦合窗金属薄膜21贴合面的四周设置有用于安装密封装置的密封槽，密封槽处安装有密封装置，从而保证了真空室11的密闭性。
优选的，耦合窗金属薄膜21与耦合窗2四周通过金属密封4的方式进行密封。
进一步的，矩形压框3与耦合窗2通过螺栓紧固贴紧，便于拆装。
优选的，耦合窗体1采用不锈钢材料制成；耦合窗金属薄膜21采用钛金属薄膜。
更进一步的，钛金属薄膜的优选厚度为30μm-100μm。
进一步的，真空室11连接有抽真空装置。
本申请的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，通过采用耦合窗金属薄膜21，保证了提高了射线的穿透性，继而提高了射线的利用率。
本申请的一种应用上述任一实施例的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将剂量耦合装置放入辐照场中；
(2)根据剂量计对剂量耦合装置内剂量率进行标定，将试验样品安装到真空室中；
(3)依照辐照剂量等于辐照剂量率与辐照时间的乘积，确定试验计划总剂量对应的辐照时间；
(4)在保证各部分工作正常后，升起辐照源；
(5)当辐照源完全升起后，开始计时；
(6)辐照剂量或时间进行累计，在试验样品辐照剂量达到试验计划的总剂量或剂量点时，关闭辐照源，取出试验样品进行性能测试。
本申请的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置及方法，在真空辐照装置(即剂量耦合装置)中辐照面一端采用薄膜耦合窗，使真空室引入对辐照源的剂量损失近似可以忽略，使该装置具有良好的工程使用价值，有利于开展材料辐射效应评价的开展。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，包括：耦合窗体以及耦合窗，其中：
所述耦合窗体为方体结构，所述耦合窗体的一个侧面安装有所述耦合窗；
所述耦合窗上安装有耦合窗金属薄膜；
所述耦合窗体通过所述耦合窗金属薄膜封闭所述耦合窗，在所述耦合窗体内部形成真空室。
2.如权利要求1所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，还包括矩形压框，所述矩形压框与所述耦合窗尺寸匹配，所述耦合窗金属薄膜压紧在所述矩形压框与所述耦合窗之间。
3.如权利要求2所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，所述耦合窗和/或所述矩形压框与所述耦合窗金属薄膜贴合面的四周设置有用于安装密封装置的密封槽。
4.如权利要求2所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，所述耦合窗金属薄膜与所述耦合窗四周通过金属密封。
5.如权利要求2所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，所述矩形压框与所述耦合窗通过螺栓紧固贴紧。
6.如权利要求1所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，所述耦合窗体采用不锈钢材料制成。
7.如权利要求1所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，所述耦合窗金属薄膜采用钛金属薄膜。
8.如权利要求7所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，所述钛金属薄膜的厚度为30μm-100μm。
9.如权利要求1所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置，其特征在于，所述真空室连接有抽真空装置。
10.一种应用权利要求1-9中任一项所述的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合装置的60Coγ射线真空辐照试验用剂量耦合方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将剂量耦合装置放入辐照场中；
(2)根据剂量计对剂量耦合装置内剂量率进行标定，将试验样品安装到真空室中；
(3)依照辐照剂量等于辐照剂量率与辐照时间的乘积，确定试验计划总剂量对应的辐照时间；
(4)在保证各部分工作正常后，升起辐照源；
(5)当辐照源完全升起后，开始计时；
(6)辐照剂量或时间进行累计，在试验样品辐照剂量达到试验计划的总剂量或剂量点时，关闭辐照源，取出试验样品进行性能测试。
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