專利名稱：L吸收邊密度計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用X射線透過材料并測量吸收來分析材料的裝置，特別涉及一種L吸收邊密度計。
背景技術(shù)：
國際上普遍采用PUREX工藝進行乏燃料后處理，為保證后處理工藝安全、可靠、穩(wěn)定的運行，必須及時獲取工藝溶液成分數(shù)據(jù)。其中U、Pu等元素濃度的分析任務(wù)最為重要，工作量也最大。L吸收邊分析作為非破壞性分析方法，可以在后處理過程中廣泛應(yīng)用。該方法具有一系列特點(1)樣品無需預(yù)處理，這對高毒性強放射性的后處理樣品具有重要意義；(2)選擇性好，不受元素價態(tài)影響，基體效應(yīng)??；(3)分析濃度范圍在10-100g/L之間；(4)準確度較好，精密度高，RSD 一般能達到O. 5%。 L吸收邊光譜技術(shù)于上世紀七十年代開始研發(fā)，現(xiàn)在國外已廣泛應(yīng)用，但其具體技術(shù)對我國進行限制，僅有原理性描述。美國巴維爾廠和薩凡那河廠的經(jīng)驗表明，L吸收邊分析是一種重要的后處理工藝U、Pu控制分析技術(shù)。我國以前未開展過這項研究，也未考慮樣品測量的放射性防護問題。在乏燃料后處理領(lǐng)域，樣品一般帶有放射性，尤其是對于Pu等α放射性，為防止污染，必須在密封條件下測定，這就對L吸收邊分析裝置的實際應(yīng)用提出了特殊的要求。比較常用的方法是將分析裝置全部直接安裝到手套箱里，但手套箱容積有限，安裝不便。尤其是采用X光管作為激發(fā)源的分析裝置，其檢修、維修十分困難；同時，X光管屬于易耗品，一旦X光管到了使用壽命，更換十分困難；探測器是十分精密的電子學(xué)設(shè)備，在手套箱里有大量的放射性物質(zhì)，對其性能也有影響；另外，手套箱中一般總是有酸氣，也會對裝置的電子學(xué)部件產(chǎn)生腐蝕。

發(fā)明內(nèi)容
為解決L吸收邊分析裝置在乏燃料后處理鈾钚濃度的分析中存在的安裝不便，檢修、維修困難，X光管更換困難，探測器性能易受影響，電子學(xué)部件易腐蝕等問題，針對后處理廠的實際情況，本發(fā)明提供了一種L吸收邊密度計。具體技術(shù)方案如下
一種L吸收邊密度計，其特征在于包括手套箱主箱、分析副箱以及計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，分析副箱和計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)位于手套箱主箱外部；手套箱主箱與分析副箱相連通，并裝有用于隔離的閘門；分析副箱包括X光源系統(tǒng)、前光欄、樣品池、后光欄和探測器多道系統(tǒng)；X光源系統(tǒng)與樣品池之間、樣品池與探測器多道系統(tǒng)之間均采用窗口隔離；分析副箱通過無線方式與計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)進行通訊。其中，X光源系統(tǒng)、前光欄、樣品池、后光欄和探測器多道系統(tǒng)安裝在分析副箱底部為優(yōu)選；χ光源系統(tǒng)采用銀靶X光管為優(yōu)選；樣品池所用的材料優(yōu)選為聚丙烯；探測器多道系統(tǒng)采用SDD探測器或Si-PIN探測器為優(yōu)選；窗口隔離所用的材料優(yōu)選為碳化硼。手套箱主箱和分析副箱之間的閘門方便二者間的隔離；樣品分裝在手套箱主箱中進行，分裝好的樣品送入分析副箱進行測量。X光源系統(tǒng)與樣品池之間、樣品池與探測器多道系統(tǒng)之間均采用窗口隔離，避免了分析副箱內(nèi)部的放射性沾污X光管和探測器多道系統(tǒng)。優(yōu)選的窗口隔離材料碳化硼的X射線吸收率較小，對測量幾乎沒有影響。譜儀部分安裝在分析副箱底部，測量部分獨立接地，通過無線方式進行通訊，計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)可以靈活安放，便于現(xiàn)場應(yīng)用。本發(fā)明的L吸收邊密度計易于安裝，檢修、維修以及X光管更換均十分方便，實際使用中探測器性能不受影響，電子學(xué)部件無腐蝕問題，并且滿足了防護的要求。


圖I L吸收邊密度計結(jié)構(gòu)示意圖 圖2分析副箱結(jié)構(gòu)示意圖
I.手套箱主箱，2.分析副箱，3.閘門，4.無線發(fā)射器，5.無線接收器，6.計算機數(shù)據(jù)采 集與處理系統(tǒng)，7. X光源系統(tǒng)，8. X射線入射窗口，9.前光欄，10.樣品池，11.后光欄，12. X射線出射窗口，13.探測器多道系統(tǒng)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的最佳實施方式做進一步說明。
實施例如圖I所示，一種L吸收邊密度計，主要包括手套箱主箱I、分析副箱2和計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)6構(gòu)成。分析副箱2由X光源系統(tǒng)7、X射線入射窗口 8、前光欄9、樣品池10、后光欄11、X射線出射窗口 12、探測器多道系統(tǒng)13等組成。其中，X光源系統(tǒng)7采用MINI-X銀靶X光管，操作電壓、電流分別為(15-30) kV、(10-100) μ A0 MINI-X銀靶X光管無需外加冷卻循環(huán)水，大大縮小了裝置的體積。探測器多道系統(tǒng)13采用Si-PIN探測器，電制冷，分辨率優(yōu)于200eV (§5. 9keV)。在X光源系統(tǒng)7和樣品池10之間加前光欄9，樣品池10與探測器多道系統(tǒng)13之間加后光欄11。樣品池10采用聚丙烯材料，取樣量為(O. 5-1) mL。樣品池10、前光欄9、后光欄11安裝在分析副箱2中，X光源系統(tǒng)7和探測器多道系統(tǒng)13均在分析副箱2外部。分析副箱2設(shè)置兩個窗口，分別為X射線入射窗口 8和X射線出射窗口 12。X光源系統(tǒng)7窗口的中心、X射線入射窗口 8的中心、前光欄9的中心、樣品池10的中線、后光欄11的中心、X射線出射窗口 12的中心、探測器多道系統(tǒng)13的中軸線在一條直線上。手套箱主箱I和分析副箱2之間有閘門3方便隔離，手套箱主箱I中進行樣品分裝以及簡單預(yù)處理等操作，分裝好的樣品送入分析副箱2進行測量。樣品池10可以放置多個樣品，測量時由計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)6控制自動換樣。X光源系統(tǒng)7與探測器多道系統(tǒng)13在樣品池10兩側(cè)進行照射和分析，所有信號由計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)6控制。X光源系統(tǒng)7和探測器多道系統(tǒng)13分別與分析副箱2之間用碳化硼材料進行窗口隔離，碳化硼機械強度高，可以保證分析副箱2內(nèi)部的放射性不會沾污到X光源系統(tǒng)7和探測器多道系統(tǒng)13。同時碳化硼的X射線吸收率較小，對測量幾乎沒有影響。探測器多道系統(tǒng)13安裝在分析副箱2底部，通過無線發(fā)射器4和無線接收器5與計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)6進行通訊， 便于現(xiàn)場應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種L吸收邊密度計，其特征在于包括手套箱主箱(I)、分析副箱(2)以及計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)(6)，分析副箱(2)和計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)(6)位于手套箱主箱(I)外部；手套箱主箱(I)與分析副箱(2)相連通，并裝有用于隔離的閘門(3);分析副箱(2)包括X光源系統(tǒng)(7)、前光欄(9)、樣品池(10)、后光欄(11)和探測器多道系統(tǒng)(13) ； X光源系統(tǒng)(7)與樣品池(10)之間、樣品池(10)與探測器多道系統(tǒng)(13)之間均采用窗口隔離；分析副箱(2)通過無線方式與計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)(6)進行通訊。
2.如權(quán)利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于X光源系統(tǒng)(7)、前光欄(9)、樣品 池(10)、后光欄(11)和探測器多道系統(tǒng)(13)安裝在分析副箱(2)底部。
3.如權(quán)利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于X光源系統(tǒng)(7)采用銀靶X光管。
4.如權(quán)利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于樣品池(10)所用的材料為聚丙 烯。
5.如權(quán)利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于探測器多道系統(tǒng)(13)采用SDD探測器或Si-PIN探測器。
6.如權(quán)利要求1-5所述的L吸收邊密度計，其特征在于窗口隔離所用的材料為碳化硼。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用X射線透過材料并測量吸收來分析材料的裝置。為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的安裝不便，檢修、維修困難等問題，本發(fā)明提供了一種L吸收邊密度計，包括手套箱主箱、分析副箱以及計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)，分析副箱和計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)位于手套箱主箱外部；手套箱主箱與分析副箱相連通，并裝有用于隔離的閘門；分析副箱包括X光源系統(tǒng)、前光欄、樣品池、后光欄和探測器多道系統(tǒng)；X光源系統(tǒng)與樣品池之間、樣品池與探測器多道系統(tǒng)之間均采用窗口隔離；分析副箱通過無線方式與計算機數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)進行通訊。本發(fā)明的L吸收邊密度計易于安裝，檢修、維修以及X光管更換均十分方便，電子學(xué)部件無腐蝕問題，并且滿足防護的要求。
文檔編號G01N9/24GK102967530SQ201210470798
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者鄭維明, 宋游, 陳晨, 劉桂嬌, 吳繼宗, 康海英 申請人:中國原子能科學(xué)研究院