CN220455119U - 用于测定放射性核素在固体样品中扩散参数的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于测定放射性核素在固体样品中扩散参数的实验装置。本实用新型的装置由源液池11和可置于源液池测量池内的测量池9，以及用于相互固定的螺钉和密封胶圈组成，其中：源液池11包括源液池体壳12、位于源液池11上的源液池上盖10、和位于上盖10上的取样口8构成；测量池9由外壳3、顶盖1、设置于测量池内的测量池衬套4构成。本实用新型中设置在进行实验时可克服现有技术中的不足，装置组装简单，可以模块化兼容内扩散实验和通透扩散实验等多种实验，并可进行四个平行实验和优点。

Description

用于测定放射性核素在固体样品中扩散参数的实验装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于测定放射性核素在固体样品中扩散参数的实验装置，特别是一种可适用于测定放射性核素在脆性固体受试材料中扩散参数的实验装置。

背景技术

中国专利或专利申请披露了多种用于测定放射性核素在受试样品中扩散参数的实验装置，例如CN114459962A公开的装置由扩散池、方形瓶、蠕动泵、样品瓶，扩散池由底盖、中空圆柱、锁紧机构、滤片、位于滤片间的受试材料组成，其受试材料放置于中空圆柱内，两侧用滤片夹持固定，中空圆柱两侧分别安装左底盖、右底盖，并用锁紧机构将左底盖、右底盖、中空圆柱固定连接成整体，中空圆柱与左底盖/和右底盖连接处均安装有密封垫圈。该技术的装置在用于脆性样品（脆性岩石、粘土岩块）的扩散实验时，因需要采用螺纹结构提供压力对样品两侧进行密封，其装置结构会与脆性样品发生相对旋转摩擦，使脆性样品在实验过程中长期经受较大的剪切应力，导致脆性样品中出现额外的裂隙，从而高估了扩散系数，甚至发生破裂和脱落，造成实验失真或失败，这一问题在已经公开的类似装置中普遍存在。此外，现有技术中的实验装置仅能进行一个样品的扩散实验，无法进行相同条件下的平行样品实验，因此不利于验证实验数据的可靠性。

发明内容

本实用新型提供一种可克服现有技术不足的用于测定放射性核素在脆性固体样品中扩散参数的实验装置。

本实用新型的用于测定放射性核素在脆性固体样品中扩散参数的实验装置由源液池和可置于源液池测量池内的测量池，以及用于相互固定的螺钉和密封胶圈组成，其中：

源液池至少由源液池体壳、位于源液池上的源液池上盖、和位于上盖上的取样口构成；

测量池至少由外壳和设置于外壳下端的用于固定放置受试样品凸缘，顶盖、设置于测量池内的测量池衬套构成，在顶盖1上有连通测量池内的测量池取样口，在进行实验时，在受试样品一面或两面放置密封胶圈，并由外壳内壁或测量池衬套内壁和受试样品的上表面间的空间构成测量池空间。本实用新型装置的结构中不存在现有技术中普遍出现的的螺纹结构直接或间接接触样品的不足，在受试期间，样品与固定结构间不产生相对旋转摩擦，实验样品在实验过程中不产生因旋转摩擦造成的剪切应力影响。

优选地，本实用新型的装置其衬套的下端和凸缘上分另设置有用于置放密封胶圈的凹槽结构，本实用新型的这一结构可以确保受试样品两面间的密封，并可以在放置样品时避免密封胶圈脱落。

优选地，本实用新型的装置中还有用于固定受试样品的滤网，这样可以满足对压制成块的粉状材料实验的要求。

优选地，本实用新型的装置中的源液池的结构至少可以设置两个以上的测量池，特别是本实用新型实施例公开的源液池可以设置四个测量池的结构，使本实用新型可以彻底解决现有技术中无法进行平行样品实验的不足。

更优选地，本实用新型的装置可采用高分子材料制备，这样可以能够满足腐蚀条件下的实验。

本实用新型的优点是：

1. 扩散装置组装简单，采用胶圈加强样品两侧的密封性，相较于螺纹压力直接作用于样品的同类型其他装置，样品与装置之间不会发生相对旋转摩擦，样品不易遭受损坏。

2.本实用新型可以模块化兼容内扩散实验和通透扩散实验等多种实验，并可进行四个平行实验，装置可反复利用。

3.本实用新型装置整体可采用高分子材料，特别是采用耐腐蚀的高分子材料，例如采用亚克力材料，能够满足强酸强碱等实验条件下长期运行的要求。

4.本实用新型装置提供了大规模进行放射性核素在岩石基质中扩散现象研究的良好的实验平台，可减少此类实验的成本，降低此类研究中因岩石样品差异造成的不确定性，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型装置的示意图，其中：1为顶盖，2为锁紧螺钉，3为测量池外壳，4为测量池衬套，5为密封胶圈，6为受试样品，7为测量池取样口，8为源液池取样口，9为测量池，10为源液池上盖，11为源液池，12为源液池壁，13为测量池外壳下缘。

实施方式

附图为本实用新型的最佳实施例，这是一个可以用于对四个平行核素扩散参数进行测量的实验装置。以下结合最佳实施例和附图对本实用新型进行详细解说。

图1的最佳实施例的装置是在一个较大体积的源液池11内可放置四个相同的测量池9的结构，即在源液池上盖10上开有四个插槽，其孔径略大于测量池外壳的外壁直径，这种结构可以便于模块化组装，方便进行相应的实验。另外在源液池上盖10中心开一小孔作为取样口以测量源液池中溶液的浓度。本实施例的源液池11和可置于源液池内的测量池9通过相互固定的螺钉实现固定。

本实施例的源液池11由源液池体壳12内的空腔构成，在源液池11中设置有源液池上盖10，在上盖10上设置有取样口8。测量池9。图1可见，测量池9由外壳3和设置于外壳3下端的用于固定放置受试样品凸缘13，顶盖1、设置于测量池内的测量池衬套4构成，在顶盖1上有连通测量池9内的测量池取样口7。由图还可见，衬套4的下端和外壳3的凸缘13上分另设置有用于置放密封胶圈5的凹槽结构。在进行实验时由外壳3、顶盖1、测量池衬套4和受试样品6的上表面间的空间构成测量池空间，或者由外壳3内壁、顶盖1和受试样品6的上表面间的空间构成测量池空间。

本实用新型在进行实验时，在源液池中注入含有已知浓度核素的溶液，在测量池9内注入不含核素的溶液。具体的实验参见下述内容：

通透扩散实验模式下分别将下胶圈置于测量池外壳3下部凹槽内、上胶圈置于衬套4下部凹槽内，片状的受试样品置于衬套4的下端和外壳3的凸缘13之间并通过上下两面的上胶圈和下胶圈实现密封固定，在进行实验时由外壳3顶盖1、测量池衬套4和受试样品6的上表面间的空间构成测量池空间，紧固螺钉2连接于顶盖以及测量池盖之间，通过顶盖以及中空圆柱将密封所需的压力传导至受试样品及上下胶圈上，通过顶盖1上的开孔取样口7抽取测量池9内溶液进行测试。

内扩散实验模式下，将上胶圈以及衬套4取出，将圆柱状的受试样品置于下胶圈上，紧固螺钉2通过顶盖3的下端将密封所需的压力传导至样品以及下胶圈。

具体实验中，依照实验模式的区别，首先安装测量池部分。进行通透扩散实验时，先将下胶圈置于测量池外壳底部的凹槽中，然后将岩石圆片样品置于下胶圈上，并将胶圈完全盖住，然后安装上胶圈与中空圆柱，并将它们置于样品上，最后安装顶盖，并将测量池整体插入源液池盖预留的插槽中，最后同时上紧八个紧固螺钉，缝隙处采用玻璃胶进行密封。安装完成后，进行气密性检查，在测量池中加入少量水，在源液池盖的取样口处加压，观察是否测量池中是否出现气泡，一段时间未发现气泡则说明气密性良好。在源液池中注入已知浓度的核素溶液，在测量池中注入不含核素但其他条件相同的溶液，调整至两边液面高度相同，排除压力驱动下对流通量的影响。实验开始后，用橡胶翻口塞密封五个取样口，用装有针头的微量取样器定期测量源液池和测量池中溶液的浓度。

进行内扩散实验时，将通透扩散实验中安装岩片，上胶圈，中空圆柱组合体的步骤直接替换为安装样品圆柱的步骤，其他安装步骤均与通透扩散实验模式相同。实验进行一定时间后，可将样品取出并沿轴线切开，测量核素在岩石中的分布。

本实用新型的装置可以分配四个插槽同时进行同一个实验条件下的内扩散实验和通透扩散实验。进一步的是，该装置可以分配四个插槽同时进行同一个实验条件下的不同种类样品的扩散实验。

进一步的是，测量对象可以是脆性岩石样品，黏土岩，花岗岩，泥岩，板岩，砂岩，石灰岩等，本实用新型的装置的密封方式可以避免岩石样品因受过大的剪切摩擦力而破裂。当受试样品为黏土等粉状材料的压块时只需在样品两面分别放置滤网，即可实现实验。

Claims (6)

1.用于测定放射性核素在固体样品中扩散参数的实验装置，其特征在于所述的实验装置包括由源液池（11）和可置于源液池测量池内的测量池（9），以及用于相互固定的螺钉和密封胶圈组成，其中：

源液池（11）至少由源液池体壳（12）、位于源液池（11）上的源液池上盖（10）、和位于上盖（10）上的源液池取样口（8）构成；

测量池（9）至少由外壳（3）和设置于外壳（3）下端的用于固定放置受试样品凸缘（13），顶盖（1）、设置于测量池内的测量池衬套（4）构成，在顶盖（1）上有连通测量池（9）内的测量池取样口（7），在进行实验时，在受试样品一面或两面放置密封胶圈（5），并由外壳（3）内壁或测量池衬套（4）内壁和受试样品（6）的上表面间的空间构成测量池空间。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于衬套（4）的下端和凸缘（13）上分另设置有用于置放密封胶圈的凹槽结构。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于装置中还有用于固定受试样品的滤网。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于源液池的结构至少可以设置两个以上的测量池。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于源液池的结构可以设置四个测量池。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于装置采用高分子材料制备。