光子能谱装置、相应的方法和该装置的用途制造方法及图纸

本申请涉及一种光子能谱装置（2），所述光子能谱装置（2）包括至少一个能够检测光子的传感器（12）；至少两个具有不同的基准谱线的光发射校准源（S1，S2）；以及处理器件（8，16），所述处理器件（8，16）能够针对所述或每个传感器（12）提供与所述或每个传感器（12）对产品（4）在一时段内的辐射所做出的测量结果相对应的测量能谱，并且基于所述或每个测量能谱，根据对应于所述或每个校准源（S1，S2）的测得的特征谱线来建立净修正能谱。所述或每个校准源（S1，S2）位于所述或每个传感器（12）的外部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光子能谱装置、相应的方法和该装置的用途
本申请涉及一种光子能谱装置，这种类型的光子能谱装置包括：至少一个能够检测光子的传感器；至少一个具有基准谱线的光子释放校准源；以及处理器件，所述处理器件能够针对所述或每个传感器提供与所述或每个传感器对产品在一时段内的辐射所做出的测量结果相对应的测量能谱，并且能够基于所述或每个测量能谱建立净修正能谱，所述净修正能谱取决于与所述或每个校准源相对应的测得的特征谱线。
技术介绍
核燃料的生产和回收导致产生了副产品、废料或废液。应验证的是，根据监管阈值来判断，这些副产品、废料或废液的放射性物质含量是可接受的。例如，铀的氧化物（UxOy）尤其是二氧化铀（UO2）被用作核燃料。例如，通过将六氟化铀（UF6）转化为铀的氧化物从而得到铀的氧化物。例如，这种转化首先对UF6粉和水（H2O）进行逆向循环。在FR2，771，752中描述了这种制造方法。这种转化生成的盐酸（HF）为可利用的副产品。应验证，所述盐酸中的铀浓度不会超过核安全机构限定的监管阈值。为此，可进行定期采样并利用实验室（例如，使用质谱仪、分子吸收分光光度计等）进行分析。然而，这种分析需要由有资质的人员使用改进的实验室设备，购买、维护和操作这些设备的成本很高。取决于必要的准备工作和完成的测量类型，这些设备需要进行可能几十分钟至一天不等的时间。它们在定期但分离的时段完成。这些分析方法不适合监测连续的工业生产过程，因而需要中间存储器，且需要通过工业方法的大量特定步骤来处理。
技术实现思路
本申请的一个目的是提出一种适于监测工业生产过程的光子能谱装置。为此，本申请提出一种上述类型的光子能谱装置，其特征在于所述或每个校准源位于所述或每个传感器的外部。根据其它实施例，所述光子能谱装置包括以下的仅单独考虑或全部技术上可能的组合的一个或多个特征：所述光子能谱装置包括至少两个校准源；所述处理器件被配置为：通过再校准对应的测量能谱来建立所述或每个净能谱，以使得测得的对应于所述或每个校准源的特征谱线与该校准源的基准谱线一致；所述处理器件被配置为：基于对测得的对应于所述或每个校准源的特征谱线的再校准，通过至少一个仿射函数来再校准所述或每个传感器的测量能谱；所述光子能谱装置包括多个相同的传感器；每个传感器在同一时段内从各个校准源接收的光子的统计数量基本相同；能谱仪的传感器沿圆形布置；所述传感器规则地分布在圆周上；测量罐，所述测量罐用于循环所述测量罐中的流体，所述测量罐包括用于容纳所述或各个校准源的腔体，所述测量罐还包括用于分别容纳所述或各个传感器的腔体；具有不同基准谱线的两个校准源，尤其具有包围待测元素（尤其是铀235）的特征谱线的基准谱线。本申请还涉及能谱测定法，包括以下步骤：在存在发出辐射的产品以及存在至少两个具有不同基准谱线的校准源的情况下，根据光敏传感器所提供的测量信号建立测量能谱；基于对应于每个校准源的测量能谱的谱线通过再校准测量能谱来建立净能谱。本申请还涉及一种能谱测定法，包括：在存在同一发出辐射的产品以及存在至少一个校准源的情况下，使用多个相同的光敏传感器同时测量所述辐射，其中所述至少一个校准源由所述多个光敏传感器共用；根据每个传感器提供的测量信号来建立相应的测量能谱；通过再校准每个测量能谱而根据每个测量能谱来建立修正的净能谱，以使得对应于所述或每个校准源的测得的特征谱线与所述或每个校准源的基准谱线一致。在根据上述方法的一实施例中，辐射是在存在两个校准源的情况下被测量，并且每个元素能谱是基于对每个校准源的再校准通过使用至少一个仿射函数来对所述或每个所述测量能谱再校准而建立的。在根据上述方法的一实施例中，通过在相同的时段内由多个相同传感器对同一发出辐射的产品同时进行测量而建立的测量能谱，在经再校准之后获得的净能谱的总和，被建立为总体能谱。本申请还涉及上述限定的光子能谱装置的用途，用于测量因生产铀的氧化物而产生的氢氟酸中的铀含量；用于测量放射性物质回收设备的废液中的至少一种放射性同位素的含量水平；或者用于在排放之前测量放射性物质处理装置的废液中的至少一种放射性同位素的含量水平。附图说明通过结合附图描述的、仅作为示例提供的下述实施方式，本申请的特点和优点将更易理解。图1示出了根据本申请的光子能谱装置的示意图；图2示出了图1的光子能谱装置的能谱仪的示意图；图3和图4示出了图1的光子能谱装置的检测组件的截面图和俯视图；图5示出了使用图1的光子能谱装置的能谱仪所获得的能谱的示意图；图6至图8示出了用于生产或回收核燃料的包含有根据本申请的光子能谱装置的设备的示意图。具体实施方式图1示出的光子能谱装置2能够测量产品4发出的辐射。光子能谱装置2包括多个能谱仪6和电子处理模块8（下文称为“处理模块”）。光子能谱装置2包括数据共享总线10，所述数据共享总线10将处理模块8连接至每个能谱仪的6的出口。每个能谱仪6能够建立在时段或测量时段内检测到的光子数量的能谱（所述能谱基于检测到的光子的能量）。每个能谱仪6被设计以确保与其输入端处呈现的信息（每个光子的能量）相关的能谱仪的响应（能谱）的线性精度。每个能谱仪6包括相互关联的单个的辐射传感器12、电子检测和量化模块14（下文称为“检测模块”）以及电子分析模块16（下文称为“分析模块”）。传感器12能够检测伽马光子（也称为伽马射线）和/或X光子（也称为X射线），并且能够针对每个检测到的光子发射与所检测到的光子的能量成比例的电子输出信号。传感器12由高压电源18供电。检测模块14接收来自相关联的传感器12的输出信号作为输入，并且传送表示传感器12检测到的每个光子的能量值的数字信号作为输出。检测模块14由低压电源20供电。分析模块16能够对检测模块14发出的信号进行计数（其中，每个信号对应于传感器12检测到的一个光子），并且基于测量时段中的能量（keV）建立传感器12检测到的光子数量的测量能谱。传感器12、检测模块14和分析模块16相互分离并通过传输线彼此连接。传感器12提供作为输出的电子信号。改进的检测模块14通过有线线路22连接至传感器12。检测模块14发射光数字输出信号。分析模块16的输入端通过光纤式的光链路24连接至检测模块14的输出端。所述多个能谱仪6能够同时运行并且能够同时对产品4发出的光子同时进行处理。处理模块8通过总线10连接至每个能谱仪6的输出端。处理模块8被配置为：对在同一时段同时获得的且由所述多个能谱仪6建立的测量能谱同时执行特定处理，从而能够传送根据该组测量能谱确定的代表性的总体能谱。处理模块8连接至人机界面26以显示结果和/或接收指令。处理模块8连接至控制单元28，控制单元28能够使用由处理模块8提供的结果来控制设备30（例如用于生产或回收核燃料的设备或者用于从生产和/或回收核燃料的工厂排出废液的设备）。各能谱仪6是相同的。各能谱仪6的传感器12是相同的，各能谱仪6的检测模块14是相同的，以及各能谱仪6的分析模块16也是相同的。如示出能谱仪6的图2所示，每个能谱仪6的传感器12是闪烁传感器（scintillationsensor）。传感器12包括：闪烁晶体32以及光耦合至晶体32的光电倍增管34；所述闪烁晶体32为例如掺杂碱金属卤化物类型的无机闪烁体（例如NaI(TI)）或者例如矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.14 FR 11520711.一种光子能谱装置(2)，包括：至少一个传感器(12)，所述至少一个传感器(12)能够检测光子；至少两个校准源(S1，S2)，所述至少两个校准源(S1，S2)具有不同的基准谱线；以及处理器件(8，16)，所述处理器件(8，16)能够针对所述至少一个传感器中的每个传感器(12)提供与该传感器(12)对产品(4)在一时段内的辐射所做出的测量结果相对应的测量能谱，并且能够基于每个测量能谱通过再校准该测量能谱来建立净修正能谱，从而使得：对于每个校准源(S1，S2)而言，由每个传感器(12)测得的特征谱线与该校准源(S1，S2)的基准谱线一致。2.根据权利要求1所述的光子能谱装置，其中，所述处理器件(8，16)能够使用至少一个确定的再校准仿射函数来再校准每个对应的测量能谱以建立各个净能谱，以使得：对于每个校准源(S1，S2)而言，由所述传感器(12)测得的特征谱线与该校准源(S1，S2)的所述基准谱线一致。3.根据权利要求1所述的光子能谱装置，其中，所述校准源(S1，S2)位于每个传感器(12)的外部。4.根据权利要求1-3中任一项所述的光子能谱装置，包括多个相同的传感器(12)。5.根据权利要求4所述的光子能谱装置，其中，每个传感器(12)在同一时段内从各个校准源(S1，S2)接收的光子的统计数量基本相同。6.根据权利要求1-3中任一项所述的光子能谱装置，包括：测量罐(40)，所述测量罐(40)用于循环所述测量罐(40)中的流体，所述测量罐(40)包括位于所述测量罐(40)外部的用于容纳各个校准源(S1，S2)的腔体，所述测量罐(40)还包括用于分别容纳每个传感器(12)的腔体。7.根据权利要求1-3中任一项所述的光子能谱装置，包括：两个校准源(S1，S2)，所述两个校准源(S1，S2)的基准谱线包围待测元素的特征谱线。8.根据权利要求7所述的光子能谱装置，其中，所述待测元素是铀235。9.一种光子能谱测定法，包括以下步骤：在存在发出辐射的产品(4)以及存在至少两个具有不同基准谱线的校准源(S1，S2)的情况...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·布利亚，
申请(专利权)人：阿海珐核能公司，
类型：
国别省市：