專利名稱:一種用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中子照射裝置，更具體地是一種用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置。
背景技術(shù)：
中子照射在很多科學(xué)領(lǐng)域都有很多廣泛的應(yīng)用。如地質(zhì)科學(xué)中的中子活化分析、 裂變徑跡及4°Ar/39Ar定年都依賴于中子照射。樣品照射時中子的通量梯度是影響照射質(zhì)量的重要因素。以在地球科學(xué)中廣泛應(yīng)用的4°Ar/39Ar定年為例，中子通量的垂向梯度可以通過已知年齡的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來確定，并可通過加密標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)獲得更加精確的中子通量曲線，而且可以將樣品放在中子通量梯度較小的孔道中央部位；如果樣品照射過程中保持一定速率的旋轉(zhuǎn)，中子通量的水平梯度則可以忽略，不同位置回歸出的垂向中子通量梯度也基本一致，通過多元回歸可以得到更加精確的中子通量參數(shù)，可以達(dá)到0.2%。然而國內(nèi)用于科研的反應(yīng)堆服役已超過50年，由于技術(shù)及安全原因，在樣品照射時不能保持旋轉(zhuǎn)，這就使樣品照射的水平梯度每厘米超過5%，這給4°Ar/39Ar定年向微區(qū)微量樣品高精度定年發(fā)展帶來了很大困難，與國際年代學(xué)組織EARTHTIME提出的將4°Ar/39Ar測年精度提高到0. 1 %的目標(biāo)相差甚遠(yuǎn)，也為利用激光微區(qū)技術(shù)真實(shí)揭露地質(zhì)樣品本身年齡梯度帶來困擾，甚至?xí)玫藉e誤的地質(zhì)意義解讀。目前中子照射通量的均一性已成為4°Ar/39Ar年代學(xué)學(xué)科發(fā)展的重要瓶頸之一，同樣對地球科學(xué)發(fā)展帶來了很大影響。目前還沒有一種用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置，來獲得水平方向相對均一的中子通量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置，以克服現(xiàn)有中子照射技術(shù)中的缺陷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的裝樣裝置，其包括
一端為可拆卸的外筒，其上、下兩端面開有多個扇形孔，以保障水流順暢；
外筒內(nèi)部設(shè)有一內(nèi)罐體，該內(nèi)罐體為帶底筒狀，其開口的一端設(shè)有一蓋；
內(nèi)罐體的兩端分別套在上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤中，上旋轉(zhuǎn)蓋支撐在外筒的上端面內(nèi)， 下托盤支撐在外筒的底端內(nèi)；上旋轉(zhuǎn)蓋的軸桿上固定有葉輪，由上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤的支撐以及葉輪的轉(zhuǎn)動使內(nèi)罐體在通過外筒兩端扇形孔的水流作用下旋轉(zhuǎn)。
所述的裝樣裝置，其中，外筒與內(nèi)罐體為圓形體。
所述的裝樣裝置，其中，外筒兩端面的多個扇形孔的開孔面積占該端面的2/3以上。
所述的裝樣裝置，其中，上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤的兩個頂端各設(shè)有端面為半球形的軸桿。
所述的裝樣裝置，其中，外筒的上端面軸線上設(shè)有半球形凹槽，外筒的底面設(shè)有底蓋，該底蓋軸線上設(shè)有半球形凹槽，兩個半球形凹槽為同軸相對；上旋轉(zhuǎn)蓋的半球形的軸桿套設(shè)在外筒上端面軸線的半球形凹槽中，下托盤的半球形的軸桿套設(shè)在外筒底面的底蓋上的半球形凹槽中。
所述的裝樣裝置，其中，內(nèi)罐體開口端的蓋為螺旋蓋，在螺旋蓋上開有一內(nèi)多角孔。
所述的裝樣裝置，其中，該內(nèi)多角孔為六角孔。
所述的裝樣裝置，其中，所有組件材質(zhì)均為純鋁，所有組件的厚度為l_2mm。
所述的裝樣裝置，其中，上旋轉(zhuǎn)蓋的軸桿上固定的葉輪通過鎖扣固定。
本發(fā)明提供的用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置，利用反應(yīng)堆中冷卻水的流動，帶動樣品罐沿垂直軸向轉(zhuǎn)動，以實(shí)現(xiàn)照射時水平方向中子通量的均勻。其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，不會給反應(yīng)堆帶來安全隱患。同時冷卻水和樣品罐直接接觸，可以有效降低照射時鎘皮及樣品自身吸收熱中子產(chǎn)生的熱效應(yīng)對樣品的影響。


圖1為本發(fā)明一種用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置的俯視圖。
圖2為圖1對應(yīng)的剖視圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的裝樣裝置，其圓柱性外筒尺寸與反應(yīng)堆現(xiàn)用輻照用筒尺寸一致，且為純鋁材質(zhì)。外筒一端為固定窗口，另一端為可旋轉(zhuǎn)拆卸窗口，窗口應(yīng)保證足夠水流通過。葉輪相對于軸角度合適，保證軸在水流的作用下獲得最大的轉(zhuǎn)動力矩，帶動罐體轉(zhuǎn)動。裝樣裝置中的內(nèi)罐體密封性能好。
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說明。
請參閱圖1和圖2所示，本發(fā)明的用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝置，由外筒1、底蓋 2、上旋轉(zhuǎn)蓋3、下托盤4、內(nèi)罐體5、鎖扣6、葉輪7部分等構(gòu)成。本發(fā)明的上述組件材質(zhì)均為純鋁，以保證照射后沒有放射性，既避免對人體傷害也能夠重復(fù)利用，所有部件厚度為1至 2mm，使用中不易變形。
外筒1為圓柱形，其一端可拆卸，外筒1的上、下兩端面開有扇形孔10，以保障水流順暢。外筒1的上端面軸線上設(shè)有光滑半球形凹槽11，圓筒1的底面設(shè)有底蓋2，該底蓋2 軸線上設(shè)有光滑半球形凹槽21，這兩個半球形凹槽11和21為同軸相對。
外筒1的內(nèi)部設(shè)有一內(nèi)罐體5，該內(nèi)罐體5為帶底圓筒，其開口的一端設(shè)有一螺旋蓋51，為便于擰緊該螺旋蓋，在螺旋蓋上開有一內(nèi)多角孔52 (如六角孔)，使用時通過相應(yīng)的多角扳手?jǐn)Q緊使內(nèi)罐體封閉嚴(yán)密。
內(nèi)罐體5的罐體外徑尺寸與上旋轉(zhuǎn)蓋3及下托盤4的內(nèi)徑尺寸一致，使內(nèi)罐體5的兩端分別套在上旋轉(zhuǎn)蓋3及下托盤4中并與外筒1連接。在上旋轉(zhuǎn)蓋3及下托盤4兩個頂端各設(shè)有光滑半球形軸桿31、41，半球形軸桿31、41的端面直徑略小于半球形凹槽11、21的直徑。上旋轉(zhuǎn)蓋3的半球形軸桿31套設(shè)在外筒1上端面軸線上的半球形凹槽11中，下托盤4的半球形軸桿41套設(shè)在外筒1底面的底蓋2上的半球形凹槽21中。上旋轉(zhuǎn)蓋3的軸桿上固定有葉輪7，該葉輪7可通過鎖扣6固定在上旋轉(zhuǎn)蓋3的軸桿上，由上旋轉(zhuǎn)蓋3及下托盤4的支撐以及葉輪7的轉(zhuǎn)動使內(nèi)罐體5在通過外筒1兩端扇形孔10的水流作用下旋轉(zhuǎn)。內(nèi)罐體5內(nèi)不直接裝樣，可放置直徑略小的石英管，石英管內(nèi)放待照射樣品后抽真空。
權(quán)利要求
1.一種用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置，其包括一端為可拆卸的外筒，其上、下兩端面開有多個扇形孔，以保障水流順暢； 外筒內(nèi)部設(shè)有一內(nèi)罐體，該內(nèi)罐體為帶底筒狀，其開口的一端設(shè)有一蓋； 內(nèi)罐體的兩端分別套在上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤中，上旋轉(zhuǎn)蓋支撐在外筒的上端面內(nèi)，下托盤支撐在外筒的底端內(nèi)；上旋轉(zhuǎn)蓋的軸桿上固定有葉輪，由上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤的支撐以及葉輪的轉(zhuǎn)動使內(nèi)罐體在通過外筒兩端扇形孔的水流作用下旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝樣裝置，其中，外筒與內(nèi)罐體為圓形體。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝樣裝置，其中，外筒兩端面的多個扇形孔的開孔面積占該端面的2/3以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝樣裝置，其中，上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤的兩個頂端各設(shè)有端面為半球形的軸桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或4所述的裝樣裝置，其中，外筒的上端面軸線上設(shè)有半球形凹槽， 外筒的底面設(shè)有底蓋，該底蓋軸線上設(shè)有半球形凹槽，兩個半球形凹槽為同軸相對；上旋轉(zhuǎn)蓋的半球形的軸桿套設(shè)在外筒上端面軸線的半球形凹槽中，下托盤的半球形的軸桿套設(shè)在外筒底面的底蓋上的半球形凹槽中。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝樣裝置，其中，內(nèi)罐體開口端的蓋為螺旋蓋，在螺旋蓋上開有一內(nèi)多角孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝樣裝置，其中，該內(nèi)多角孔為六角孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝樣裝置，其中，所有組件材質(zhì)均為純鋁，所有組件的厚度為 l-2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的裝樣裝置，其中，上旋轉(zhuǎn)蓋的軸桿上固定的葉輪通過鎖扣固定。
專利摘要
一種用于快中子輻照自動旋轉(zhuǎn)的裝樣裝置，其包括一端為可拆卸的外筒，其上、下兩端面開有多個扇形孔，以保障水流順暢；外筒內(nèi)部設(shè)有一內(nèi)罐體，該內(nèi)罐體為帶底筒狀，其開口的一端設(shè)有一蓋；內(nèi)罐體的兩端分別套在上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤中，上旋轉(zhuǎn)蓋支撐在外筒的上端面內(nèi)，下托盤支撐在外筒的底端內(nèi)；上旋轉(zhuǎn)蓋的軸桿上固定有葉輪，由上旋轉(zhuǎn)蓋及下托盤的支撐以及葉輪的轉(zhuǎn)動使內(nèi)罐體在通過外筒兩端扇形孔的水流作用下旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明解決了樣品快中子照射橫向不均勻問題，且加工簡單，使用方便，不會對反應(yīng)堆造成安全問題。本發(fā)明照射后沒有放射性，可重復(fù)使用。
文檔編號G21K5/10GKCN102509571SQ201110361755
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月15日
發(fā)明者楊列坤 申請人:中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan