CN116116217A - 一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述方法包括：根据同位素分离参数，计算磁场的分布，其中，所述磁场用于分离同位素；根据计算得到的磁场的分布结果，在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板；使所述垫补板安装位置发生变形，并对所述分离室的内部磁场进行测量；根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，其中，若不合格，则根据计算得到的磁场的分布结果，重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，直至合格。本发明有效地实现了同位素电磁分离器的磁场垫补。
Description
技术领域
本发明属于同位素分离技术领域，特别涉及一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法及系统。
背景技术
在元素周期表中，原子序数相同，原子质量不同，化学性质基本相同，半衰期大于1015年的元素的同位素称为稳定同位素。稳定同位素的应用已经覆盖到人类活动的各个方面，包括基础科学、医学、生物学、地球科学、农业、生态学和新材料生产等众多领域，和空间导航、量子探测、核电池、核医学诊断治疗等高科技领域的需求发展息息相关。尤其是铷-85、铷-87、镍-62、镍-64、镱-174等高丰度同位素在空间导航、量子探测、核电池、核医学诊断治疗等高科技领域发挥着重要的作用。高丰度稳定同位素直接作为核心材料或作为核心材料必须的前提材料发挥着重要作用，在核医学领域，应用占比最大。
现有稳定同位素电磁分离器采用带有不同小倾斜角的大而薄的Q235材料板件进行垫补，板件加工与安装不便，在大气下通过支块模拟真空变形进行测磁(测量磁场分布，即测量各个空间位置的磁感应强度)，垫补效果不佳，分离后的稳定同位素丰度不高，不能满足市场对稳定同位素的需求。
因此，需要设计一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法及系统，以解决上述技术问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述方法包括：
根据同位素分离参数，计算磁场的分布，其中，所述磁场用于分离同位素；
根据计算得到的磁场的分布结果，在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板；
使所述垫补板安装位置发生变形，并对所述分离室的内部磁场进行测量；
根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，其中，
若不合格，则根据计算得到的磁场的分布结果，重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，直至合格。
进一步地，所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，包括：
根据计算得到的磁场的分布结果，得到所述垫补板的机械参数；
根据所述垫补板的机械参数，加工垫补板；
将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装。
进一步地，所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，还包括：
在将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装后，在分离室内部安装测磁仪。
进一步地，所述测磁仪，用于对所述分离室的内部磁场进行测量。
进一步地，所述使所述垫补板发生变形，包括：
对所述分离室进行抽真空，以使分离室内的垫补板安装位置出现变形。
进一步地，在对所述分离室进行抽真空后，所述分离室内的真空度低于10Pa。
进一步地，所述加工垫补板的方式包括：
所述垫补板与所述分离室整体加工。
进一步地，所述垫补板的机械参数包括：
垫补板的外形轮廓参数。
另一方面，本发明还提供一种同位素电磁分离器的磁场垫补系统，其中，所述系统包括：
第一设置模块，用于根据同位素分离参数，计算磁场的分布，其中，所述磁场用于分离同位素；
第二设置模块，用于根据计算得到的磁场的分布结果，在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板；
测量模块，用于使所述垫补板安装位置发生变形，并对所述分离室的内部磁场进行测量；
判断模块，用于根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，其中，
若不合格，则根据计算得到的磁场的分布结果，重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，直至合格。
进一步地，所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，包括：
根据计算得到的磁场的分布结果，设置所述垫补板的机械参数；
根据所述垫补板的机械参数，加工垫补板；
将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装。
本发明提供了一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法及系统，对所述分离室进行抽真空，从而实现真空下的磁场测量，保证了分离室变形符合实际情况。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一个简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了根据本发明实施例的一种稳定同位素分离方法的流程图。
图2示出了根据本发明实施例的一种稳定同位素分离方法的详细流程图。
图3示出了根据本发明实施例的一种同位素电磁分离器的磁场垫补系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
为解决现有技术的技术问题，如图1所示的，本发明提供一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述方法包括：
步骤S1：根据同位素分离参数，计算磁场的分布(即计算同位素电磁分离器的分离室内各个位置的磁感应强度)，其中，所述磁场用于分离同位素；
步骤S2：根据计算得到的磁场的分布结果，在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板；
步骤S3：使所述垫补板安装位置发生变形，并对所述分离室的内部磁场进行测量；
步骤S4：根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，其中，
若不合格，则根据计算得到的磁场的分布结果，重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，直至合格。
下面对本发明的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法进行详细地描述。
在本发明的一个实施例中，在步骤S2中的所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，包括：
如图2所示的，根据计算得到的磁场的分布结果，得到所述垫补板的机械参数，在本实施例中，垫补板的机械参数包括垫补板物理设计和垫补板机械设计有关的参数，其中，垫补板物理设计有关的参数包括垫补板的外形轮廓曲面的参数，垫补板机械设计有关的参数包括垫补板的尺寸、形状以及安装方式等参数；
根据所述垫补板的机械参数，加工垫补板；
将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装，从而达到在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板的目的。
另外，在本实施例中，步骤S2中的所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，还包括：
在将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装后，在分离室内部安装测磁仪，其中，在本实施例中，所述测磁仪，用于对所述分离室的内部磁场进行测量(即测量分离室内部各个空间位置的磁感应强度)。
在本发明的一个实施例中，所述垫补板的机械参数包括：垫补板的外形轮廓参数。由于现有技术中，一般采用带有不同小倾斜角的大而薄的Q235材料板件进行垫补，每块Q235材料板件分别加工，Q235材料板件采用Q235材料(Q235材料，即材料的屈服值，在235MPa左右)制成，这种Q235材料板件在加工与安装时不便。因此，在本实施例中，垫补板由DT4材料(DT4材料，是含铁量在99.5％以上的优质钢，且是一种低碳低硫低磷铁)制成，且由DT4材料磁性能优于Q235材料的磁性能。且由DT4材料制成的垫补板，其硬度小于由Q235材料制成的Q235材料板件硬度，因此，本实施例中的垫补板加工与安装时比Q235材料板件加工与安装时方便。
在本发明的一个实施例中，所述加工垫补板的方式包括：
先在分离室内安装垫补板(示例性的，一块大的垫补板安装进分离室前，需要将这一块大的垫补板拆分成多个小的垫补板，然后再将这些小的垫补板分别安装在分离室内)，再将所述垫补板与所述分离室整体加工，从而能保证各垫补板的一致性。
在现有稳定同位素电磁分离器的磁场测量在大气下进行，且由于实际应用时，同位素电磁分离器的分离室内部为真空环境，垫补板安装位置的分离室变形较大，因此，为了模拟真空环境下的变形，常用的做法是使用支块，人为地使分离室垫补板安装位置产生变形，从而进行测量磁场，这样的方式垫补效果不佳；因此，在本发明的一个实施例中，提供了使所述垫补板发生变形的方式，具体包括：
对所述分离室进行抽真空(用真空泵抽，通过真空吸力产生变形，而非通过人为变形模拟真空吸力产生变形)，以使分离室内的垫补板安装位置出现变形。
其中，在本实施例中，在对所述分离室进行抽真空后，所述分离室内的真空度低于10Pa。因此，在本实施例中，对所述分离室进行抽真空，从而实现真空下的磁场测量，保证了分离室变形符合实际情况。
在本发明的一个实施例中，根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，包括：
根据测量的结果与计算得到的磁场分布结果进行对比，若满足各个要求(即测量的结果与计算得到的磁场分布结果的差异在允许范围内，垫补板合格)则完成垫补。
在本发明的一个实施例中，所述重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，包括：
如图2所示的，若不满足合格要求，则拆下垫补板进行垫补板加工(单独加工，不与分离室整体加工)，并重复步骤S2中的以下某些步骤：
步骤S201：将加工后的所述垫补板与分离室进行安装；
步骤S202：使用分离室内部安装的测磁仪，再次测量分离室的内部磁场；
步骤S203：将分离室抽真空，且真空度低于10Pa，以使分离室内的垫补板安装位置出现变形；
步骤S204：使用安装好的测磁仪再次进行分离室磁场测量，即再次对分离室内部的磁场进行测量。
在经过上述步骤S201-S204后，若垫补板还不满足合格要求，则继续重复步骤S201-S204，直至垫补板满足合格要求为止。
如图3所示的，另一方面，本发明还提供一种同位素电磁分离器的磁场垫补系统，所述系统包括：
第一设置模块，用于根据同位素分离参数，计算磁场的分布，其中，所述磁场用于分离同位素；
第二设置模块，用于根据计算得到的磁场的分布结果，在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板；
测量模块，用于使所述垫补板安装位置发生变形，并对所述分离室的内部磁场进行测量；
判断模块，用于根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，其中，
若不合格，则根据计算得到的磁场的分布结果，重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，直至合格。
在本实施例的一种同位素电磁分离器的磁场垫补系统下，所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，包括：
根据计算得到的磁场的分布结果，设置所述垫补板的机械参数；
根据所述垫补板的机械参数，加工垫补板；
将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装。
在本发明中，本发明还提供一种同位素电磁分离器的磁场垫补系统中，其他各步骤实现的功能以及方式与本发明一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法中，其他各部分实现的功能以及方式一一对应，在此不再做一一赘述。
以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述方法包括：
根据同位素分离参数，计算磁场的分布，其中，所述磁场用于分离同位素；
根据计算得到的磁场的分布结果，在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板；
使所述垫补板安装位置发生变形，并对所述分离室的内部磁场进行测量；
根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，其中，
若不合格，则根据计算得到的磁场的分布结果，重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，直至合格。
2.根据权利要求1所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，包括：
根据计算得到的磁场的分布结果，得到所述垫补板的机械参数；
根据所述垫补板的机械参数，加工垫补板；
将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装。
3.根据权利要求2所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，还包括：
在将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装后，在分离室内部安装测磁仪。
4.根据权利要求3所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述测磁仪，用于对所述分离室的内部磁场进行测量。
5.根据权利要求4所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述使所述垫补板发生变形，包括：
对所述分离室进行抽真空，以使分离室内的垫补板安装位置出现变形。
6.根据权利要求5所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，在对所述分离室进行抽真空后，所述分离室内的真空度低于10Pa。
7.根据权利要求2-6任一项所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述加工垫补板的方式包括：
所述垫补板与所述分离室整体加工。
8.根据权利要求2-6任一项所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补方法，其中，所述垫补板的机械参数包括：
垫补板的外形轮廓参数。
9.一种同位素电磁分离器的磁场垫补系统，其中，所述系统包括：
第一设置模块，用于根据同位素分离参数，计算磁场的分布，其中，所述磁场用于分离同位素；
第二设置模块，用于根据计算得到的磁场的分布结果，在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板；
测量模块，用于使所述垫补板安装位置发生变形，并对所述分离室的内部磁场进行测量；
判断模块，用于根据测量的结果，对垫补板是否合格进行判断，其中，
若不合格，则根据计算得到的磁场的分布结果，重新在同位素电磁分离器内的分离室内设置垫补板，直至合格。
10.根据权利要求9所述的一种同位素电磁分离器的磁场垫补系统，其中，所述在同位素电磁分离器的分离室内设置垫补板，包括：
根据计算得到的磁场的分布结果，设置所述垫补板的机械参数；
根据所述垫补板的机械参数，加工垫补板；
将加工后的所述垫补板与所述分离室进行安装。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Room 7501, Floor 5, Building 1, Yard 6, Dijin Road, Haidian District, Beijing 100089 Patentee after: Guodian Investment Nuclear Power Tongchuang (Beijing) Technology Co.,Ltd. Country or region after: Zhong Guo Address before: Room 7501, Floor 5, Building 1, Yard 6, Dijin Road, Haidian District, Beijing 100089 Patentee before: Beijing nuclear Tongchuang Technology Co.,Ltd. Country or region before: Zhong Guo |
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| CP03 | Change of name, title or address |