一种小型固体α源辐照产物收集测量装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于辐射测量技术领域，涉及一种小型固体α源辐照产物收集测量装置与方法。所述的收集测量装置包括罐体、收集室、连通管、加液管、玻璃刻度指示管、液体取样瓶、气体取样瓶，以及各连接管路，所述的罐体内设置所述的收集室，所述的收集室用于在底部放入固体α源进行辐照实验；所述的收集室在侧壁底部连接有所述的连通管；所述的连通管通过两条所述的连接管路分别连接所述的加液管与所述的玻璃刻度指示管；所述的收集室在顶部可拆卸的连接所述的液体取样瓶与所述的气体取样瓶。利用本发明专利技术的小型固体α源辐照产物收集测量装置与方法，能够连续定量的测量产生的微量辐解气体，并且同时能够收集液体辐解产物。

A Small Device and Method for Collecting and Measuring Irradiation Products from Solid Alpha Source

【技术实现步骤摘要】
一种小型固体α源辐照产物收集测量装置与方法
本专利技术属于辐射测量
，涉及一种小型固体α源辐照产物收集测量装置与方法。
技术介绍
长寿命α放射性元素一般毒性极大，需要在手套箱中完成其收集和测量等全部实验操作。在α射线对溶液的辐照研究中，由于α粒子穿透性弱，因此需要把α源放置于溶液内部或溶于溶液，从而与溶液充分接触缓慢产生辐解气体，最终将辐解气体收集转移到样品瓶中进行定性定量分析。而在放射性实验及放射性元素的储存过程中，需要对放射性溶液的辐解产物进行收集和测量。中国专利申请CN202166555U公开了一种小型辐解气体收集器，收集器包括圆柱形的收集器主体，收集器主体与法兰相连接，收集器主体与法兰之间设有密封垫圈，法兰上焊接有石墨针型密闭阀门，阀门上设有抽气口。但该装置无法直观的实时连续测量产生的辐解气体总体积，且未对液体辐解产物进行收集测量。国外文献RadiolyticGasGenerationfromCalcinedNuclearWaste，G.L.Tingey；Gas-generationexperimentsforlong-termstorageofTRUwastesatWIPP，F.S.Felicione等也有报道通过测量不锈钢罐内压力变化，采用标准气体状态方程pV＝nRT计算出产生的辐解气体体积。但此类方法无法直观测量辐解气体的体积变化，且通过气压变化进而公式推导得到的体积变化数据为计算值，并不是真实测量产生的气体体积。另外，此类方法所用装置并未设置气体收集部分和液体收集部分。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，以能够连续定量的测量产生的微量辐解气体，并且同时能够收集液体辐解产物。为实现此目的，在基础的实施方案中，本专利技术提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，所述的收集测量装置包括罐体、收集室、连通管、加液管、玻璃刻度指示管、液体取样瓶、气体取样瓶，以及各连接管路，所述的罐体内设置所述的收集室，所述的收集室用于在底部放入固体α源进行辐照实验；所述的收集室在侧壁底部连接有所述的连通管；所述的连通管通过两条所述的连接管路分别连接所述的加液管与所述的玻璃刻度指示管；所述的收集室在顶部可拆卸的连接所述的液体取样瓶与所述的气体取样瓶。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其中所述的罐体为圆柱形罐体。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其中所述的收集室顶部为拱形，以方便辐解气体聚集。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其中所述的收集测量装置还包括设置在所述的收集室内部底部的不锈钢筛板，用于放置所述的固体α源。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其中所述的收集测量装置还包括第一阀门、第二阀门，所述的第一阀门设置在所述的连通管上紧靠所述的收集室端；所述的第二阀门设置在所述的连通管上的另一端。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其中所述的收集测量装置还包括第三阀门、第四阀门，所述的第三阀门设置在所述的连通管与所述的加液管的连接管路上；所述的第四阀门设置在所述的连通管与所述的玻璃刻度指示管的连接管路上。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其中：所述的液体取样瓶带有可伸入所述的收集室内部的输液管，以及连接大气与液体取样瓶的液体引流管；所述的气体取样瓶带有可伸入所述的收集室内部的输气管，以及连接大气与气体取样瓶的气体引流管。本专利技术的第二个目的是提供利用上述装置进行固体α源辐照产物收集测量的方法，以能够连续定量的测量产生的微量辐解气体，并且同时能够收集液体辐解产物。为实现此目的，在基础的实施方案中，本专利技术提供利用上述装置进行固体α源辐照产物收集测量的方法，依次包括如下步骤：(1)固体α源粉末称重后加入所述的收集室内部底部，然后封闭所述的收集室；(2)从所述的加液管缓慢加入一定浓度硝酸，直至硝酸充满所述的收集室、连通管、加液管与各连接管路，以进行排气，在只保留所述的玻璃刻度指示管与外界相通的情况下，记录所述的玻璃刻度指示管所示体积值；(3)所述的收集室内部固体α源辐照硝酸产生的气体上升聚集到所述的收集室内部顶部，气体压力使得连通的所述的玻璃刻度指示管内液面上升，读出体积变化数值，即为辐解产气体积；(4)在所述的收集室顶部接入所述的气体取样瓶收集所述的收集室顶部的辐解气体，在所述的收集室顶部接入所述的液体取样瓶收集所述的收集室内部的辐解液体；(5)排空所述的收集室、连通管、加液管、玻璃刻度指示管与各连接管路内的硝酸。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供利用上述装置进行固体α源辐照产物收集测量的方法，其中步骤(4)中，所述的气体取样瓶收集所述的收集室顶部的辐解气体采用排水法，即用气体引流管连接大气与充满蒸馏水的气体取样瓶，此时聚集在收集室顶部的辐解气便被压入气体取样瓶内，气体取样瓶内蒸馏水被气体顶出气体取样瓶，顺着气体引流管流出。在一种优选的实施方案中，本专利技术提供利用上述装置进行固体α源辐照产物收集测量的方法，其中步骤(4)中，所述的液体取样瓶收集所述的收集室内部的辐解液体采用排气法，即用液体引流管连接大气与空液体取样瓶，此时收集室内部底部的辐解液体便被压入液体取样瓶内。本专利技术的有益效果在于，利用本专利技术的小型固体α源辐照产物收集测量装置与方法，能够连续定量的测量产生的微量辐解气体，并且同时能够收集液体辐解产物。本专利技术利用难溶于硝酸溶液的固体α源，且α辐照性质与其形态无关的特性，设计并提供了一种小型固体α源辐照产物收集与测量装置及其使用方法，大大减轻了α放射性元素对实验仪器、人员及环境的污染，解决了现有技术不能收集并连续测量微量辐解气体、同时无法收集辐解液体的缺陷，实现了微量辐解产物的收集与气体体积的连续测量。本专利技术的有益效果具体体现在：(1)本专利技术的装置能够实现固体α源的微量辐解气体收集与体积测量，以及辐解液体收集；(2)本专利技术采用固态α放射源，大大降低了放射性元素对环境、人员及辐解产物的污染，也便于放射性操作，降低了实验难度；(3)气体收集室顶部采用拱形结构，利于辐照产生的气体聚集到顶端，便于收集；(4)通过玻璃刻度指示管实时直观测量收集到的微量辐解气体体积，通过记录产气时间可计算得到产气速率。附图说明图1为示例性的本专利技术的小型固体α源辐照产物收集测量装置的组成图。图2为具体实施方式中，不同硝酸浓度下，产生的辐解气体体积随时间的变化图。具体实施方式示例性的本专利技术的小型固体α源辐照产物收集测量装置的组成如图1所示，包括罐体9、收集室10、连通管、加液管1、玻璃刻度指示管2、液体取样瓶5、气体取样瓶6、不锈钢筛板12、第一阀门14、第二阀门4、第三阀门13、第四阀门3，以及各连接管路。圆柱形的罐体9内设置收集室10，收集室10用于在底部放入固体α源进行辐照实验。收集室10在侧壁底部连接连通管。收集室10顶部为拱形，以方便辐解气体聚集。收集室10内部底部设置不锈钢筛板12，用于放置固体α源(不锈钢筛板12孔径小于固体α源粉末粒径，从而使固体α源保持在收集室10内部)。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其特征在于：所述的收集测量装置包括罐体、收集室、连通管、加液管、玻璃刻度指示管、液体取样瓶、气体取样瓶，以及各连接管路，所述的罐体内设置所述的收集室，所述的收集室用于在底部放入固体α源进行辐照实验；所述的收集室在侧壁底部连接有所述的连通管；所述的连通管通过两条所述的连接管路分别连接所述的加液管与所述的玻璃刻度指示管；所述的收集室在顶部可拆卸的连接所述的液体取样瓶与所述的气体取样瓶。

【技术特征摘要】
1.一种小型固体α源辐照产物收集测量装置，其特征在于：所述的收集测量装置包括罐体、收集室、连通管、加液管、玻璃刻度指示管、液体取样瓶、气体取样瓶，以及各连接管路，所述的罐体内设置所述的收集室，所述的收集室用于在底部放入固体α源进行辐照实验；所述的收集室在侧壁底部连接有所述的连通管；所述的连通管通过两条所述的连接管路分别连接所述的加液管与所述的玻璃刻度指示管；所述的收集室在顶部可拆卸的连接所述的液体取样瓶与所述的气体取样瓶。2.根据权利要求1所述的收集测量装置，其特征在于：所述的罐体为圆柱形罐体。3.根据权利要求1所述的收集测量装置，其特征在于：所述的收集室顶部为拱形，以方便辐解气体聚集。4.根据权利要求1所述的收集测量装置，其特征在于：所述的收集测量装置还包括设置在所述的收集室内部底部的不锈钢筛板，用于放置所述的固体α源。5.根据权利要求1所述的收集测量装置，其特征在于：所述的收集测量装置还包括第一阀门、第二阀门，所述的第一阀门设置在所述的连通管上紧靠所述的收集室端；所述的第二阀门设置在所述的连通管上的另一端。6.根据权利要求1所述的收集测量装置，其特征在于：所述的收集测量装置还包括第三阀门、第四阀门，所述的第三阀门设置在所述的连通管与所述的加液管的连接管路上；所述的第四阀门设置在所述的连通管与所述的玻璃刻度指示管的连接管路上。7.根据权利要求1所述的收集测量装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁勇智，张虎，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11