一种Kr-85密封放射源真空充气系统及充气方法技术方案

本发明专利技术涉及一种Kr‑85密封放射源真空充气系统以及充气方法，所述系统包括增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、预留扩展口、仪器仪表、阀门组件、气动控制构件以及配套的气动泵、真空泵和控制箱。所述充气方法包括如下步骤：安装源盒；系统抽真空；源盒检漏；释放原料气；充气或者增压充气；切断源壳连接，密封源壳；添加液氮，原料罐回收管道气体；添加液氮，尾气罐回收剩余气体。本发明专利技术所述系统提高了操作安全性，提高了Kr‑85密封源性能，简化了生产流程，提高了充气压力，并对放射源生产过程中事故情况进行紧急处理，设置了安全保护措施，防止误操作，同时实现了残余放射性气体的高效回收。

【技术实现步骤摘要】
一种Kr-85密封放射源真空充气系统及充气方法
本专利技术属于放射源真空充气领域，具体涉及一种Kr-85密封放射源真空充气系统，还涉及一种充气方法。
技术介绍
Kr-85密封放射源即将Kr-85气体密封在源包壳中制成的放射源。Kr-85密封放射源一般用于β射线测厚仪，测量纸张、薄膜的厚度。Kr-85密封放射源制备方法有两种：一种是采用吸附的方法将Kr固定在固体载体中，制成固体源。吸附剂有活性炭、硅胶、沸石，笼状有机化合物如苯二酚等。不过由于Kr-85固体源不是非常稳定，只是在低温环境下可靠，在高温环境下服役时，Kr会从固体吸附物中分解。通常采用另一种制备方法，将Kr-85密封于金属壳中。早期的国内密封放射源的充气系统包括真空泵、源壳、原料罐、预留管道、主管道、阀门、真空计和真空表。先采用真空泵对充气系统抽真空后，然后充入一定压力的放射性Kr-85气体。充气结束后，需要对管道中放射性气体进行回收，将原料罐放入液氮冷阱中，利用热胀冷缩的原理，气体回收到原料罐中。由于该系统阀门为手动阀门，容易造成手部剂量偏高；系统的管道体积较大，真空泵抽气效率低，生产操作时间延长，人员受照剂量延长。由于管道体积大，而85Kr气体冷阱回收效率一定，管道会残余部分放射性气体(管道外表面剂量可达到5μSv/h)，在后续抽真空时残余气体被抽出系统，容易造成排放超标。源壳接口为真空橡胶管，在辐射场中更容易老化，造成连接处泄露，源壳抽真空和充气过程中容易发生泄漏。早期Kr-85密封放射源均为负压源，该系统存在充气压力精确度差，安全性较差等缺点。当原料罐中气体全部释放到管道中时，此时的压力为该系统的最高充气压力，一般原料罐中气体压力不超过1个大气压，因此该系统最高充气压力只有100kPa。
技术实现思路
针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种半自动充气系统，可实现阀门的远程控制，简化生产流程，提高充气压力，并对放射源生产过程中事故情况进行紧急处理，设置了安全保护措施，防止误操作，同时实现了残余放射性气体的高效回收。该系统提高了操作安全性，提高了Kr-85密封源性能。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种Kr-85密封放射源真空充气系统，所述系统包括增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、预留扩展口、仪器仪表、自动阀门组件、气体主管道、气动控制构件以及配套的气动泵、真空泵和控制箱；所述真空泵通过真空波纹管连接到所述系统的真空口；所述控制箱通过电缆分别连接到增压泵的控制单元、自动阀门组件的控制单元以及气动控制构件的控制单元，通过控制软件发送控制指令；所述增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、仪器仪表所用接头均为VCR接头，通过气体主管道实现这些系统部件的串并联接；所述仪器仪表通过电缆连接到控制箱，然后通过控制软件发送显示测量数据；所述气动控制构件、气动泵和自动阀门组件均通过气管连接至所述系统；所述气动泵提供系统所需的气体压力，所述控制箱通过控制软件发送指令到气动控制构件；所述气动控制构件为自动阀门组件和增压泵提供气动力。作为本专利技术的一种优选的方案，所述系统还包括预留扩展口，所述预留接口用于系统验证，冷实验调试以及冷源制备工艺摸索。作为本专利技术的一种优选的方案，所述预留扩展口包括扩展口一和扩展口二。作为本专利技术的一种优选的方案，所述增压泵包括全金属外壳、增压泵活塞和弹簧，所述弹簧设置在全金属外壳内，所述增压泵活塞连接在弹簧顶端；所述增压泵利用气动阀K10以及K11配合联动来实现充气时增压功能和充气后反向增压残余放射性气体回收功能。作为本专利技术的一种优选的方案，所述铝保护模块包括塑料垫圈、金属垫片、源盒壳体、紫铜管和螺纹压片；所述金属垫片设置在塑料垫圈上，所述塑料垫圈套在源盒壳体上；所述将螺纹压片可上下移动，所述螺纹压片向下紧固，会压紧金属垫片和塑料垫圈，迫使塑料垫圈变形。作为本专利技术的一种优选的方案，所述铝保护模块包括6个源盒。作为本专利技术的一种优选的方案，所述回收罐为奥氏体不锈钢制备的空心罐体，内部填充高表面的活性炭。作为本专利技术的一种优选的方案，所述原料罐为奥氏体不锈钢制备的空心罐体，内部填充高表面的活性炭。本专利技术的第二个目的是提供一种利用如上所述的Kr-85密封放射源真空充气系统进行充气的方法，所述方法包括如下步骤：安装源盒；系统抽真空；源盒检漏；释放原料气；充气或者增压充气；切断源壳连接，密封源壳；添加液氮，原料罐回收管道气体；添加液氮，尾气罐回收剩余气体。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种半自动充气系统，可实现阀门的远程控制，简化生产流程，提高充气压力，并对放射源生产过程中事故情况进行紧急处理，设置了安全保护措施，防止误操作，同时实现了残余放射性气体的高效回收。该系统提高了操作安全性，提高了Kr-85密封源性能。该充气系统采用空气压缩机与气动隔膜阀联合使用，利用工控软件平台，实现系统的自动与手动控制。系统整体泄漏率不高于10-9Pa·m3/s。附图说明图1为Kr-85密封放射源真空充气系统原理示意图。图2为增压泵示意图。图3为铝保护模块示意图；图中，1-塑料垫圈，2-金属垫片，3-源盒壳体，4-紫铜管，5-螺纹压片，6-真空接口，7-模块腔体。图4为采用Kr-85密封放射源真空充气系统进行充气的流程图。具体实施方式下面结合附图以及实施方式，对本专利技术的具体实施方案作详细的阐述。本专利技术公开了一种新的全金属Kr-85密封源充气系统，系统主要由增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、预留扩展口、仪器仪表、阀门组件、气动控制构件以及配套的气动泵、真空泵、控制箱等组成。该充气系统采用空气压缩机与气动隔膜阀联合使用，利用工控软件平台，实现系统的自动与手动控制。系统整体泄漏率不高于10-9Pa·m3/s。系统原理图如图1所示，该图中，左下至右下的阀门依次为K1-K6，右上至左上的阀门依次为K7-K15。放射源罐提供系统气源，增压泵用于将气源增压至正压，低温回收罐回收系统内剩余气体，铝保护模块用于保护操作过程中气源泄露。真空系统用于提供系统所需要的真空条件，气动控制构件、配套的气动泵以及控制箱，用于实现系统的自动控制。仪器仪表包括真空计、真空表。气体主管道由不锈钢管，焊接式三通管接头，焊接式四通管接头，VCR接头焊接而成。增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、仪器仪表所用接头均为VCR接头，通过主管道实现这些系统部件的串并联接。预留扩展口、连接真空泵端的真空口为KF10法兰接头。真空泵所用接头为KF16法兰接口，通过真空波纹管连接到系统的真空口。增压泵的控制单元、阀门组件的控制单元、气动控制构件的控制单元通过电缆连接到控制箱，然后通过控制箱安装的控制软件发送控制指令。仪器仪表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种Kr-85密封放射源真空充气系统，所述系统包括增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、预留扩展口、仪器仪表、自动阀门组件、气体主管道、气动控制构件以及配套的气动泵、真空泵和控制箱，其特征在于，/n所述真空泵通过真空波纹管连接到所述系统的真空口；所述控制箱通过电缆分别连接到增压泵的控制单元、自动阀门组件的控制单元以及气动控制构件的控制单元，通过控制软件发送控制指令；/n所述增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、仪器仪表所用接头均为VCR接头，通过VCR接头与气体主管道联接；/n所述仪器仪表通过电缆连接到控制箱，然后通过控制软件发送显示测量数据；/n所述气动控制构件、气动泵和自动阀门组件均通过气管连接至所述系统；所述气动泵提供系统所需的气体压力，所述控制箱通过控制软件发送指令到气动控制构件；所述气动控制构件为自动阀门组件和增压泵提供气动力。/n

【技术特征摘要】
1.一种Kr-85密封放射源真空充气系统，所述系统包括增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、预留扩展口、仪器仪表、自动阀门组件、气体主管道、气动控制构件以及配套的气动泵、真空泵和控制箱，其特征在于，
所述真空泵通过真空波纹管连接到所述系统的真空口；所述控制箱通过电缆分别连接到增压泵的控制单元、自动阀门组件的控制单元以及气动控制构件的控制单元，通过控制软件发送控制指令；
所述增压泵、铝保护模块、放射源罐、低温回收罐、仪器仪表所用接头均为VCR接头，通过VCR接头与气体主管道联接；
所述仪器仪表通过电缆连接到控制箱，然后通过控制软件发送显示测量数据；
所述气动控制构件、气动泵和自动阀门组件均通过气管连接至所述系统；所述气动泵提供系统所需的气体压力，所述控制箱通过控制软件发送指令到气动控制构件；所述气动控制构件为自动阀门组件和增压泵提供气动力。


2.根据权利要求1所述的Kr-85密封放射源真空充气系统，其特征在于，所述系统还包括预留扩展口，所述预留接口用于系统验证，冷实验调试以及冷源制备工艺摸索。


3.根据权利要求2所述的Kr-85密封放射源真空充气系统，其特征在于，所述预留扩展口包括扩展口一和扩展口二。


4.根据权利要求1-3任一项所述的Kr-85密封放射源真空充气系统，其特征在于，所述增压泵包括全金属外壳、增压泵活塞和弹簧，所述弹簧设置在全金属外壳内，所述增压泵活塞连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘超，彭怡刚，刘志成，梁斌斌，董新仲，刘畅，
申请(专利权)人：原子高科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11