CN112863729B - 一种辐照装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核辐射利用技术领域，具体涉及一种辐照装置，所采用的技术方案：一种辐照装置，包括第一水箱，所述第一水箱中部设有第二水箱；所述第一水箱和第二水箱各侧壁之间、所述第一水箱和第二水箱底部之间均留有用于装填液态屏蔽材料的空腔；所述第二水箱内设有用于装填液态屏蔽材料以及放置辐照仓和辐射源的空腔。本发明的屏蔽材料为液态，成本低、施工操作简单、容易处理，不会影响生施工场地环境；能够得辐射源不因第一水箱内的屏蔽材料泄露而使辐射源直接裸露在空气中；具有安全可靠、操作简单、成本低廉的特点，并有极强的科研试验性和工程实用性。

Description

一种辐照装置
技术领域
本发明涉及核辐射利用技术领域，具体涉及一种辐照装置。
背景技术
随着我国经济和社会的发展，在众多的放射性科研、实验、生产场所中，伽马辐照的使用极为广泛。伽马射线，又称为伽马粒子流，是原子核能级跃迁退激时释放出的射线，具有很强的穿透力，这种强射线在工业中有着诸多用途，比如医学成像、放射性治疗、断层造影扫描以及材料受照试验等。
在伽马辐照的工程应用中，是因为伽马射线具有极强的穿透性，并且属于电离辐射，人体受到超过限值的伽马射线照射时，伽马射线进入到人体内部，并与体内细胞发生电离作用，电离产生的离子能侵蚀复杂的有机分子，从而导致人体受到严重伤害，严重的甚至会威胁到生命。因此，在工业应用中需要对伽马射线进行有目的性的屏蔽，使其仅对被照射物件产生需要的辐照照射，而不会对人体和环境中的其它敏感物项产生危害。
就伽马辐照装置的辐射屏蔽方法而言，一般会采用重金属作为屏蔽装置的结构材料，比如铁、铅等，而采用这种材料的好处就是结构紧凑，易于加工制造，但缺点非常明显，就是大幅度增加成本，并且会加大操作难度，甚至会造成意外的辐射泄漏事故。同时辅助的建筑结构一般也采用普通混泥土或重混泥土作为屏蔽材料，这种方法技术成熟，结构稳定，但缺点同样是成本较高，设计和施工均需要专业人员进行，还影响生施工场地环境卫生等问题。
发明内容
针对上述现有伽马辐照装置的辐射屏蔽成本高和操作难度大的技术问题；本发明提供了一种辐照装置，解决了低成本辐射屏蔽安全的技术问题，具有安全可靠、操作简单、成本低廉的特点，并有极强的科研试验性和工程实用性。
本发明通过以下技术方案实现：
一种辐照装置，包括第一水箱，所述第一水箱中部设有第二水箱；所述第一水箱和第二水箱各侧壁之间、所述第一水箱和第二水箱底部之间均留有用于装填液态屏蔽材料的空腔；所述第二水箱内设有用于装填液态屏蔽材料以及放置辐照仓和辐射源的空腔。
本发明在使用时，将辐射源和辐照仓放入第二水箱内，并将第一水箱和第二水箱之间的空腔装满液态屏蔽材料，在第二水箱内装填适量的液态屏蔽材料即可。
由于屏蔽材料是液态的，物件可自由移动，满足辐射源的连接续可调的需求；而双层水箱是装置、设备和机构的承载基础，也是屏蔽材料的包容容器，同时也是限定其内部的工艺操作的边界。而液态的屏蔽材料相对于固态的金属，成本低、施工操作简单、容易处理，不会影响生施工场地环境。
另外第一水箱作为外层水箱，可对内层的第二水箱的辐射源及其在各工艺位置条件下的屏蔽(在辐射源贴近第二水箱壁时，对其进行辐射屏蔽保护)；与此同时第二水箱设在第一水箱内，能够保证第二水箱内的屏蔽材料层始终能保持在安全的屏蔽液位高度，继而使得辐射源不因第一水箱内的屏蔽材料泄露而使辐射源直接裸露在空气中，确保安全。
因此，本发明解决了低成本辐射屏蔽安全的技术问题，具有安全可靠、操作简单、成本低廉的特点，并有极强的科研试验性和工程实用性。
具体而言，所述液态屏蔽材料为水，相对于采用其他液体屏蔽材料，一方面成本低、容易获得、清洁环保，另一方面水的比热容高能、稳定性好，能够确保辐照操作的安全。
进一步的，所述第二水箱内设有支架和用于放置辐射源的放射源架，所述支架上沿第二水箱高度方向设置，所述支架设有提升机构，所述提升机构用于驱动放射源架沿支架高度方向移动，进而实现辐照源的连续移动，产生连续可调的辐照场。因此辐照场的剂量率(如同反应堆功率变化一样)能够在一个区间内进行在线可调，满足不同的试验条件要求以及不同产品技术验证参数是的实使用要求。
作为提升机构的一个具体实施方式，所述提升机构包括丝杠螺母驱动组件，所述丝杠螺母驱动组件由电机带动螺母转动而驱动丝杠上下移动。通过丝杠螺母驱动组件驱动放射源架上下移动，一方面能够确保放射源剂量率的调节精度，另一面能够实现放射源架的自锁，简化提升机构的结构，提高装置的可靠性。
优选的，所述丝杠下段通过柔性连接部与放射源架连接，以防止提升机构的启动和停止对放射源架造成冲击。
进一步的，所述丝杠螺母驱动组件设有驱动手轮，所述驱动手轮用于驱动提升机构，以在外电丧失时或者电机故障等状况下，摇动手轮实现提升机构的运动。
优选的，所述支架设有导杆，所述放射源架穿设在导杆上，以对放射源的移动进行引导，以确保放射源移动的稳定性。
优选的，所述支架底部设有用于固定辐照仓的支撑部，以便于固定和支撑辐照仓。
优选的，所述支架圆形均布有多个，相应的所述放射源架也圆形均布有多个，进一步提高放射源剂量率的调节范围和调节精度。
本发明还提供了一种配套使用的辐照仓，所述辐照仓为双层抽真空结构。根据不同辐照的形式，辐照仓既可单独作为非调节性辐照试样的装载容器，也可外接回路，作为试验回路的一部分使用。辐照仓为双层密闭容器，外层和内层之间为真空且内层外壁并覆有保温层，以防止水影响辐照温度。
本发明具有如下的优点和有益效果：
1、本发明在使用时，将辐射源和辐照仓放入第二水箱内，并将第一水箱和第二水箱之间的空腔装满液态屏蔽材料，在第二水箱内装填适量的液态屏蔽材料即可，操作简单；
2、屏蔽材料为水，物件可自由移动，满足辐射源的连接续可调的需求；
3、液态的屏蔽材料相对于固态的金属，成本低、施工操作简单、容易处理，不会影响生施工场地环境；
4、第二水箱设在第一水箱内，能够保证第二水箱内的屏蔽材料层始终能保持在安全的屏蔽液位高度，继而使得辐射源不因第一水箱内的屏蔽材料泄露而使辐射源直接裸露在空气中，确保安全；
5、提升机构用于驱动放射源架沿支架高度方向移动，进而实现辐照源的连续移动，产生连续可调的辐照场，实现辐照场的剂量率能够在一个区间内进行在线可调，满足不同的试验条件要求以及不同产品技术验证参数是的实使用要求；
6、辐照仓为双层抽真空结构，能够防止水影响辐照温度。
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。
在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的支架主视示意图；
图3为本发明的支架俯视示意图；
图4为本发明的仰视示意图。
附图中各零部件名称：
1-第一水箱，2-第二水箱，3-辐照仓，4-辐射源，5-支架，6-放射源架，7-丝杠，8-电机，9-柔性连接部，10-驱动手轮，11-支撑部，12-导杆，13-固定环。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种辐照装置，包括第一水箱1，所述第一水箱1中部设有第二水箱2；所述第一水箱1和第二水箱2各侧壁之间、所述第一水箱1和第二水箱2底部之间均留有用于装填液态屏蔽材料的空腔；所述第二水箱2内设有用于装填液态屏蔽材料以及放置辐照仓3和辐射源4的空腔。
具体而言，所述液态屏蔽材料为水，相对于采用其他液体屏蔽材料，一方面成本低、容易获得、清洁环保，另一方面水的比热容高能、稳定性好，能够确保辐照操作的安全。
其中，所述辐照仓3为双层抽真空结构；根据不同辐照的形式，辐照仓3既可单独作为非调节性辐照试样的装载容器，也可外接回路，作为试验回路的一部分使用。辐照仓3为双层密闭容器，外层和内层之间为真空且内层外壁并覆有保温层，以防止水影响辐照温度。
本实施例在使用时，将辐射源4和辐照仓3放入第二水箱2内，并将第一水箱1和第二水箱2之间的空腔装满水，在第二水箱2内装填适量的睡即可。
由于屏蔽材料是水，物件可自由移动，满足辐射源4的连接续可调的需求；而双层水箱是装置、设备和机构的承载基础，也是屏蔽材料的包容容器，同时也是限定其内部的工艺操作的边界。而液态的屏蔽材料相对于固态的金属，成本低、施工操作简单、容易处理，不会影响生施工场地环境。
另外第一水箱1作为外层水箱，可对内层的第二水箱2的辐射源4及其在各工艺位置条件下的屏蔽(在辐射源4贴近第二水箱2壁时，对其进行辐射屏蔽保护)；与此同时第二水箱2设在第一水箱1内，能够保证第二水箱2内的屏蔽材料层始终能保持在安全的屏蔽液位高度，继而使得辐射源4不因第一水箱1内的屏蔽材料泄露而使辐射源4直接裸露在空气中，确保安全。
实施例2
基于实施例1，所述第二水箱2内设有支架5和用于放置辐射源4的放射源架6，所述支架5上沿第二水箱2高度方向设置，所述支架5设有提升机构，所述提升机构用于驱动放射源架6沿支架5高度方向移动，进而实现辐照源的连续移动，产生连续可调的辐照场。因此辐照场的剂量率(如同反应堆功率变化一样)能够在一个区间内进行在线可调，满足不同的试验条件要求以及不同产品技术验证参数是的实使用要求。
作为提升机构的一个具体实施方式，所述提升机构包括丝杠螺母驱动组件，所述丝杠螺母驱动组件由电机8带动螺母转动而驱动丝杠7上下移动。通过丝杠螺母驱动组件驱动放射源架6上下移动，一方面能够确保放射源剂量率的调节精度，另一面能够实现放射源架6的自锁，简化提升机构的结构，提高装置的可靠性。
优选的，所述丝杠7下段通过柔性连接部9与放射源架6连接，以防止提升机构的启动和停止对放射源架6造成冲击。能够理解的是，所述柔性连接部9通常为缆绳。
进一步的，所述丝杠螺母驱动组件设有驱动手轮10，所述驱动手轮10用于驱动提升机构。能够理解的是，所述以在外电丧失时或者电机8故障等状况下，摇动手轮实现提升机构的运动。
优选的，所述支架5设有导杆12，所述放射源架6穿设在导杆12上，以对放射源的移动进行引导，以确保放射源移动的稳定性。
优选的，所述支架5底部设有用于固定辐照仓3的支撑部11，以便于固定和支撑辐照仓3。
优选的，所述支架5圆形均布有多个，相应的所述放射源架6也圆形均布有多个，支架5通过固定环13以形成笼形的架体。设置多个放射源架6，能够进一步提高放射源剂量率的调节范围。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种辐照装置，其特征在于，包括第一水箱(1)，所述第一水箱(1)中部设有第二水箱(2)；
所述第一水箱(1)和第二水箱(2)各侧壁之间、所述第一水箱(1)和第二水箱(2)底部之间均留有用于装填液态屏蔽材料的空腔；
所述第二水箱(2)内设有用于装填液态屏蔽材料以及放置辐照仓(3)和辐射源(4)的空腔。
2.根据权利要求1所述的辐照装置，其特征在于，所述液态屏蔽材料为水。
3.根据权利要求1所述的辐照装置，其特征在于，所述第二水箱(2)内设有支架(5)和用于放置辐射源(4)的放射源架(6)，所述支架(5)上沿第二水箱(2)高度方向设置，所述支架(5)设有提升机构，所述提升机构用于驱动放射源架(6)沿支架(5)高度方向移动。
4.根据权利要求3所述的辐照装置，其特征在于，所述提升机构包括丝杠螺母驱动组件，所述丝杠螺母驱动组件由电机(8)带动螺母转动而驱动丝杠(7)上下移动。
5.根据权利要求4所述的辐照装置，其特征在于，所述丝杠(7)下段通过柔性连接部(9)与放射源架(6)连接。
6.根据权利要求4所述的辐照装置，其特征在于，所述丝杠(7)螺母驱动组件设有驱动手轮(10)，所述驱动手轮(10)用于驱动提升机构。
7.根据权利要求3所述的辐照装置，其特征在于，所述支架(5)设有导杆(12)，所述放射源架(6)穿设在导杆(12)上。
8.根据权利要求3所述的辐照装置，其特征在于，所述支架(5)底部设有用于固定辐照仓(3)的支撑部(11)。
9.根据权利要求3所述的辐照装置，其特征在于，所述支架(5)圆形均布有多个。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的辐照装置，其特征在于，还包括配套使用的辐照仓(3)，所述辐照仓(3)为双层抽真空结构。
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