一种用于稳定同位素电磁分离器的收集盒系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于稳定同位素电磁分离器的收集盒系统，包括如下部件：收集盒，所述收集盒包括一倾斜支架以及依次排列设置于所述倾斜支架上的若干接收器，若干所述接收器被配置为接收同位素电磁分离器分离后的同位素离子束流；驱动机构，包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构被配置为独立驱动所述收集盒。本发明专利技术所提出的用于同位素电磁分离器的收集盒采用了两套独立的位置驱动系统以及与之配套的控制系统，不仅可以实现收集盒位置的调整，还可以通过两套驱动系统的配合实现收集盒角度的在线实时调整，进而实现收集盒位置与姿态的精确调整，有利于提高同位素的收集效率。高同位素的收集效率。高同位素的收集效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于稳定同位素电磁分离器的收集盒系统


[0001]本专利技术涉及一种用于稳定同位素电磁分离器的收集盒系统，属于同位素电磁分离器


技术介绍

[0002]稳定同位素产业作为“同位素与辐射技术及其应用”的一部分，在能源、军工、半导体、农业、医学、药物学、生物学、食品、化学等领域有着广泛的使用。采用电磁分离法分离生产同位素起源于20世纪30年代末，在上世纪40年代的曼哈顿工程中，电磁分离器被用于大规模生产
235
U同位素。继美国后，英国、苏联、法国以及中国均建立了相关的电磁同位素分离装置。
[0003]电磁分离法对于分离高纯度的同位素十分有效，甚至在目前是分离高纯度重金属同位素的唯一可行方法，电磁分离法中同位素离子束的流强一般在微安至几十毫安量级。由于电磁分离法产生的同位素在单位时间内的产量较低，所以对分离后的同位素离子束进行高效率的收集变得十分重要。
[0004]收集盒是同位素电磁分离器中收集分离后的同位素离子束的核心部件，合理的收集盒结构设计首先要能确保长时间运行稳定可靠，其次是能够随时在线调整收集盒的位姿，确保处于最佳收集位置，提高同位素离子束的收集效率，降低杂质污染。

技术实现思路

[0005]针对上述突出问题，本专利技术提供一种用于稳定同位素电磁分离器的收集盒系统，该系统采用了两套独立的位置驱动系统以及与之配套的控制系统，不仅可以实现收集盒位置的调整，还可以通过两套驱动系统的配合实现收集盒角度的在线实时调整，进而实现收集盒位置与姿态的精确调整，有利于提高同位素的收集效率。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0007]一种用于稳定同位素电磁分离器的收集盒系统，所述收集盒系统设置在同位素电磁分离器的终端，包括如下部件：
[0008]收集盒，所述收集盒包括一倾斜支架以及依次排列设置于所述倾斜支架上的若干接收器，若干所述接收器被配置为接收同位素电磁分离器分离后的同位素离子束流；
[0009]驱动机构，包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构被配置为独立驱动所述收集盒，以实现所述收集盒位置与姿态的精确调整。
[0010]所述的收集盒系统，优选地，还包括真空密封法兰，所述真空密封法兰将所述收集盒与所述第一驱动机构和第二驱动机构隔开，所述第一驱动机构包括第一电机和第一连杆，所述第一电机的输出端与所述第一连杆的第一端连接，所述第一连杆的第二端与所述收集盒转动连接，所述第一连杆的第一端环套有真空管；
[0011]所述第二驱动机构包括第二电机和第二连杆，所述第二电机的输出端与所述第二连杆的第一端连接，所述第二连杆的第二端与所述收集盒转动连接，所述第二连杆的第一
端环套有真空管。
[0012]所述的收集盒系统，优选地，所述第一连杆和所述第二连杆分别通过圆柱销与所述收集盒铰接。
[0013]所述的收集盒系统，优选地，所述接收器为横截面为直角梯形的槽状结构，所述接收器的斜边所在的斜面为入口，若干所述接收器的入口处设置有一挡板，所述挡板上设置有与所述接收器的入口对应设置的狭缝，所述狭缝被配置为接受同位素离子束流。
[0014]所述的收集盒系统，优选地，还包括水冷机构，所述水冷机构包括收集盒冷却水管，所述收集盒冷却水管设置于所述倾斜支架上，用于对所述接收器冷却换热，所述收集盒冷却水管通过卡套接头与软管连接，所述软管穿过所述真空密封法兰后与外部供水系统相连。
[0015]所述的收集盒系统，优选地，还包括控制系统，所述控制系统包括依次电连接的位姿检测装置、工控机和伺服驱动器，所述位姿检测装置被配置为检测所述收集盒的位置信号和同位素离子束流强度信号并将这些信号反馈给所述工控机，所述工控机被配置为将收集的所述收集盒的位置信号和同位素离子束流强度信号进行计算、转换成控制信号后通过系统总线输送给所述伺服驱动器，所述伺服驱动器将控制信号反馈给所述驱动机构，进而调整所述收集盒的位置。
[0016]所述的收集盒系统，优选地，所述位姿检测装置包括光栅尺和信号线，所述信号线设置在所述接收器的底端，所述光栅尺设置在所述真空密封法兰上，所述光栅尺被配置为收集所述收集盒的位置信号，所述信号线被配置为将分离后的同位素离子束流的强度输出为电流信号，在收集同位素离子束流的同时检测同位素离子束流的流强。
[0017]所述的收集盒系统，优选地，所述收集盒的角度调整范围为
±5°
。
[0018]所述的收集盒系统，优选地，所述收集盒冷却水管的耐压值为0.45～0.55MPa，冷却水为18～25
°
的去离子超纯水。
[0019]所述的收集盒系统，优选地，所述挡板为1.5～2.5mm的钼板。
[0020]本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
[0021]1、本专利技术所提出的用于同位素电磁分离器的收集盒采用了两套独立的位置驱动系统以及与之配套的控制系统，与只有一套驱动系统的收集盒相比，不仅可以实现收集盒位置的调整，还可以通过两套驱动系统的配合实现收集盒角度的在线实时调整，进而实现收集盒位置与姿态的精确调整，有利于提高同位素的收集效率。
[0022]2、本专利技术的收集盒设置有多个同位素离子束流接收器，在每个接收器底端引出信号线，用于将分离后的同位素离子束流的强度输出为电流信号，在收集同位素离子束流的同时还检测同位素离子束流的流强，控制系统根据检测到的同位素离子束流的流强的大小对收集盒的位置与姿态实时调整，确保收集盒位于最佳收集状态。
[0023]3、本专利技术收集盒的内部设置有水冷机构，保证接收器在长时间、高功率密度的同位素离子束流的轰击下能够维持较低的工作温度，确保长时间运行的可靠性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例提供的收集盒系统的立体结构示意图；
[0025]图2为本专利技术该实施例提供的收集盒系统的俯视图；
[0026]图3为本专利技术该实施例提供的收集盒系统中接收器的整体结构示意图；
[0027]图4为本专利技术该实施例提供的收集盒系统中接收器的剖视图；
[0028]图5为本专利技术该实施例提供的收集盒系统中水冷系统的示意图；
[0029]图6为本专利技术该实施例提供的收集盒系统的闭环控制示意图；
[0030]图7为本专利技术该实施例提供的收集盒系统的控制系统示意图；
[0031]图中各标记如下：
[0032]1‑
第一电机；2
‑
第二连杆；3
‑
圆柱销；4
‑
收集盒；5
‑
收集盒冷却水管；6
‑
挡板，601
‑
狭缝；7
‑
支承板；8
‑
真空密封法兰；9
‑
软管；10
‑
卡套接头；11
‑
接收器；12
‑
第二电机；13
‑
真空管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于稳定同位素电磁分离器的收集盒系统，所述收集盒系统设置在同位素电磁分离器的终端，其特征在于，包括如下部件：收集盒(4)，所述收集盒(4)包括一倾斜支架以及依次排列设置于所述倾斜支架上的若干接收器(11)，若干所述接收器(11)被配置为接收同位素电磁分离器分离后的同位素离子束流；驱动机构，包括第一驱动机构和第二驱动机构，所述第一驱动机构和第二驱动机构被配置为独立驱动所述收集盒(4)，以实现所述收集盒(4)位置与姿态的精确调整。2.根据权利要求1所述的收集盒系统，其特征在于，还包括真空密封法兰(8)，所述真空密封法兰(8)将所述收集盒(4)与所述第一驱动机构和第二驱动机构隔开，所述第一驱动机构包括第一电机(1)和第一连杆(14)，所述第一电机(1)的输出端与所述第一连杆(14)的第一端连接，所述第一连杆(14)的第二端与所述收集盒(4)转动连接，所述第一连杆(14)的第一端环套有真空管；所述第二驱动机构包括第二电机(12)和第二连杆(2)，所述第二电机(12)的输出端与所述第二连杆(2)的第一端连接，所述第二连杆(2)的第二端与所述收集盒(4)转动连接，所述第二连杆(2)的第一端环套有真空管。3.根据权利要求2所述的收集盒系统，其特征在于，所述第一连杆(14)和所述第二连杆(2)分别通过圆柱销(3)与所述收集盒(4)铰接。4.根据权利要求1所述的收集盒系统，其特征在于，所述接收器(11)为横截面为直角梯形的槽状结构，所述接收器(11)的斜边所在的斜面为入口，若干所述接收器(11)的入口处设置有一挡板(6)，所述挡板(6)上设置有与所述接收器(11)的入口对应设置的狭缝(601)，所述狭缝(601)被配置为接受同位素离子束流。5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙良亭，杨龙，刘玉国，武启，刘建立，张斌，
申请(专利权)人：中国科学院近代物理研究所，
类型：发明
国别省市：