專利名稱：一種UF₆氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核材料分析技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器。
背景技術(shù)：
鈾濃縮廠是進(jìn)行鈾濃縮活動(dòng)的核設(shè)施，是軍控核查和保障監(jiān)督重點(diǎn)關(guān)注的對(duì)象之一。鈾濃縮廠均采用質(zhì)譜計(jì)來(lái)監(jiān)測(cè)管道中UF6氣體235U豐度，此技術(shù)精度高，但操作復(fù)雜，耗費(fèi)高，分析周期長(zhǎng)，需配備專業(yè)人員。目前，國(guó)際上主要是美國(guó)、俄羅斯進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研究，國(guó)內(nèi)沒有開展相關(guān)技術(shù)的研究工作。在線鈾豐度技術(shù)包括兩部分總鈾量的測(cè)量和UF6氣體中235U含量的測(cè)量。235U 含量的測(cè)量是利用測(cè)量其發(fā)射的185. 7keV特征γ射線的強(qiáng)度來(lái)確定的?？傗櫫康臏y(cè)量有三種方法X射線熒光法；透射源衰減方法；氣體狀態(tài)方程方法。X射線熒光法是利用57Co源122. 05keV γ射線激發(fā)UF6氣體，通過測(cè)量激發(fā)的鈾原子退激時(shí)所發(fā)出的98keVX射線來(lái)獲得總鈾量；透射源衰減方法是通過測(cè)量放射源通過管道氣體前后的強(qiáng)度衰減來(lái)得到總鈾量；氣體狀態(tài)方程是通過溫度、壓力的測(cè)定以及被測(cè)氣體的體積參數(shù)由氣體狀態(tài)方程來(lái)計(jì)算出UF6氣體量，從而獲得總鈾量。根據(jù)總鈾量測(cè)量方法的不同，管道中鈾豐度在線測(cè)量裝置也各有不同。為了提高鈾豐度的測(cè)量精度，源透射法對(duì)管道中UF6氣體壓力有一定的要求，一般均要求至少在100托以上；采用57Co激發(fā)法時(shí)，由于放射源半衰期短，需經(jīng)常更換，測(cè)量精度差。這兩種技術(shù)均需要放射源，并且對(duì)管道的材料和直徑有限制要求。采用氣體狀態(tài)方程法時(shí)，由于被測(cè)氣體的體積、溫度、壓力等參數(shù)都能精確測(cè)定，無(wú)需用提高被測(cè)氣體壓力的辦法來(lái)增加被測(cè)氣體的量，就能獲得較高的測(cè)量精度，更適合于快速的在線鈾豐度測(cè)量，適合用于我國(guó)鈾濃縮離心廠的特性。例如2006年7月5日公開的公開號(hào)CN1799106A的中國(guó)發(fā)明專利公開了一種控制氣態(tài)六氟化鈾中的鈾-235質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法和控制系統(tǒng)，該專利文獻(xiàn)僅公開一種采用氣體狀態(tài)方程方法測(cè)量鈾豐度的方法和系統(tǒng)，并未對(duì)系統(tǒng)中的核心部件測(cè)量容器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。由于鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置測(cè)量容器及氣路的設(shè)計(jì)是在線監(jiān)測(cè)裝置的核心，是其關(guān)鍵部件，是關(guān)系裝置性能的主要部件。測(cè)量容器及氣路的成功設(shè)計(jì)將會(huì)加強(qiáng)裝置的穩(wěn)定性和實(shí)用性。而目前的相關(guān)文獻(xiàn)中測(cè)量容器還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、探測(cè)效率高、氣體不滯留，能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道中氣體鈾豐度的在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，關(guān)鍵在于，測(cè)量容器為圓筒形結(jié)構(gòu)，它主要由殼體、進(jìn)口管、出口管、導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板在殼體內(nèi)將容器分隔成連續(xù)的流動(dòng)通道，進(jìn)口管位于通道的進(jìn)口端，出口管位于通道出口端。本發(fā)明還可以所述的圓筒形結(jié)構(gòu)為馬林杯形結(jié)構(gòu)。所述的導(dǎo)流板在殼體內(nèi)將容器分隔成連續(xù)的流動(dòng)通道為采用渦狀導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)在殼體內(nèi)將容器分隔成由外層到內(nèi)層的連續(xù)流動(dòng)通道。所述的進(jìn)口管設(shè)置有分流管。所述的分流管采用縫隙式分流口或孔隙式分流口。所述的導(dǎo)流板材料和殼體材料均為鋁材。所述的馬林杯內(nèi)杯深度為測(cè)量容器高度的1/2，外杯直徑減去內(nèi)杯直徑等測(cè)量容器的高度。所述的分流口的寬度為0. 1 1mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本裝置采用導(dǎo)流板將容器分隔成連續(xù)的流動(dòng)通道，這樣能夠很好的保證氣體進(jìn)入測(cè)量容器后不滯留，滿足先進(jìn)先出的原則，整個(gè)容器的氣體置換時(shí)間約2分鐘，使得裝置能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道中氣體的鈾豐度。測(cè)量容器采用馬林杯形結(jié)構(gòu)將大大提高裝置的探測(cè)效率。


圖1裝置的結(jié)構(gòu)示意2馬林杯形裝置結(jié)構(gòu)示意3測(cè)量容器內(nèi)部導(dǎo)流結(jié)構(gòu)示意4渦狀導(dǎo)流結(jié)構(gòu)示意5測(cè)量容器內(nèi)部導(dǎo)流結(jié)構(gòu)示意6馬林杯形裝置示意圖1進(jìn)口管、2出口管、3探測(cè)器、4外杯體、5內(nèi)杯體、6分流管、7分流口、8導(dǎo)流板
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，如圖1所示，測(cè)量容器為圓筒形結(jié)構(gòu)，UF6氣體由進(jìn)口管1進(jìn)入容器內(nèi)，并通過出口管2流出，探測(cè)器3置于容器底部。本實(shí)施例優(yōu)選采用馬林杯形結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其中探測(cè)器3置于容器內(nèi)杯中。測(cè)量容器主要由殼體、進(jìn)口管1、出口管2、導(dǎo)流板8組成，導(dǎo)流板8在殼體內(nèi)將容器分隔成連續(xù)的流動(dòng)通道，進(jìn)口管1位于通道的進(jìn)口端，出口管2位于通道出口端。容器的內(nèi)部導(dǎo)流結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成如圖3、4、5所示三種結(jié)構(gòu)，導(dǎo)流結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)符合停留時(shí)間和流動(dòng)分布要求的關(guān)鍵，本發(fā)明優(yōu)選采用渦狀導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)，如圖4所示，本實(shí)例中采用的是螺距為20mm的渦狀導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)，使得進(jìn)入容器中的氣體能沿由外層到內(nèi)層的連續(xù)流動(dòng)通道流動(dòng)，避免大的渦漩，實(shí)現(xiàn)了較合理的流動(dòng)分布，更好的滿足先進(jìn)先出的原則。在裝置的進(jìn)口管1處設(shè)置分流結(jié)構(gòu)，如圖4所示，在進(jìn)口管1處加設(shè)一分流管6，在分流管6上開設(shè)一 0. 1 Imm的縱向縫隙，即分流口 7。加設(shè)分流管6后，流場(chǎng)漩渦及滯止區(qū)得以改善。氣體進(jìn)入容器后，首先經(jīng)分流管6分流，沿容器側(cè)壁的一個(gè)方向流動(dòng)，并最終經(jīng)出口管2流出。在分流管1處設(shè)置疏密不同的孔隙，形成孔隙式分流口 7，或者采用縫隙式分流口 7，可以消除分流管附近處大漩渦，從而更好的實(shí)現(xiàn)氣體先進(jìn)先出的設(shè)計(jì)要求。
測(cè)量容器及導(dǎo)流板8的材料采用鋁材，并經(jīng)過一系列的加工、去污、拋光、去污、酸洗、清洗、烘干等工藝，然后進(jìn)行熱處理、“鈍化”處理，使得氣體在容器表面的吸附大大減少。如圖6所示，a表示外杯體4與內(nèi)杯體5的距離，b代表內(nèi)杯的深度，c代表內(nèi)杯底部與外杯底部的距離。本實(shí)施例中馬林杯內(nèi)杯深度為測(cè)量容器高度的1/2，外杯直徑減去內(nèi)杯直徑等于測(cè)量容器的高度，即a = b = c，這樣有利于裝置結(jié)構(gòu)和探測(cè)效率的更好的優(yōu)化。a、b、c具體尺寸需要進(jìn)行蒙卡模擬根據(jù)具體情況得出。
權(quán)利要求
1.一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于，測(cè)量容器為圓筒形結(jié)構(gòu)，它主要由殼體、進(jìn)口管、出口管、導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板在殼體內(nèi)將容器分隔成連續(xù)的流動(dòng)通道，進(jìn)口管位于通道的進(jìn)口端，出口管位于通道出口端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于， 所述的圓筒形結(jié)構(gòu)為馬林杯形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于， 所述的導(dǎo)流板在殼體內(nèi)將容器分隔成連續(xù)的流動(dòng)通道為采用渦狀導(dǎo)流板結(jié)構(gòu)在殼體內(nèi)將容器分隔成由外層到內(nèi)層的連續(xù)流動(dòng)通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于， 所述的進(jìn)口管設(shè)置有分流管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于， 所述的分流管采用縫隙式分流口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于， 所述的分流管采用孔隙式分流口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于， 所述的導(dǎo)流板材料和殼體材料均為鋁材。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于， 所述的馬林杯內(nèi)杯深度為測(cè)量容器高度的1/2，外杯直徑減去內(nèi)杯直徑等測(cè)量容器的高度。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，其特征在于，所述分流口的寬度為0. 1 1mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種UF6氣體鈾豐度在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器，測(cè)量容器為圓筒形結(jié)構(gòu)，它主要由殼體、進(jìn)口管、出口管、導(dǎo)流板組成，導(dǎo)流板在殼體內(nèi)將容器分隔成連續(xù)的流動(dòng)通道，進(jìn)口管位于通道的進(jìn)口端，出口管位于通道出口端。該發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、探測(cè)效率高、氣體不滯留，能夠在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道中氣體鈾豐度的在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量容器。
文檔編號(hào)G01N33/00GK102175822SQ20111005174
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月4日
發(fā)明者劉國(guó)榮, 呂學(xué)升, 李井懷, 趙永剛, 金惠民 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院