廢物桶中放射性廢物水泥固化體裂縫檢測裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種放射性廢物水泥固化體檢測系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種廢物桶中放射性 廢物水泥固化體裂縫檢測裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 放射性廢物水泥固化是W水泥作為主要的無機(jī)凝膠材料，滲入火山灰活性的混合 材、改善拌合漿體與水泥石某些性能的外加劑和纖維，加入水，按一定配比與廢物混合，利 用水泥與混合材的水硬性，使拌合漿體在一定養(yǎng)護(hù)期后形成具有一定強(qiáng)度和耐久性的固化 體。因其具有處理工藝簡單、無需高溫、固化產(chǎn)物穩(wěn)定性好、成本低等特點(diǎn)被廣泛運(yùn)用于核 電站和其他核設(shè)施中的放射性廢物處理。但是在制備過程中，廢液、水泥和添加劑的配比不 當(dāng)或是攬拌不均勻會(huì)使固化體形成多個(gè)孔隙和裂縫，從而造成核素浸出率升高、抗壓強(qiáng)度 降低等不利影響，使得固化體不能滿足固化要求。
[0003] 目前，固化體檢驗(yàn)主要采用傳統(tǒng)的化學(xué)分析手段，通過取樣、制樣、化驗(yàn)等多環(huán)節(jié) 獲取固化體的浸出性、抗壓強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)。但是，該種傳統(tǒng)的方式需要較長的時(shí)間，不能 及時(shí)地反饋固化體信息；而且固化體W固態(tài)的形式封裝在混泥±桶或鋼桶內(nèi)，需要復(fù)雜的 取樣、制樣工藝環(huán)節(jié)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的就在于提供一種解決上述問題，通過孔隙度和裂縫推斷固化體是否 滿足固化要求，從而對廢液、水泥和添加劑的配比和攬拌速率進(jìn)行反饋調(diào)節(jié)。能夠?qū)袒w 實(shí)時(shí)檢測，解決了不能及時(shí)反饋固化體信息和取樣、制樣工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜的問題的廢物桶中 放射性廢物水泥固化體裂縫檢測裝置和方法。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是該樣的：一種廢物桶中放射性廢物 水泥固化體裂縫檢測裝置，其特征在于：
[0006] 包括傳送帶，用于傳送廢物桶；
[0007] 安裝在傳送帶一側(cè)的伽馬射線發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生伽馬射線；
[000引安裝在傳送帶另一側(cè)，位于伽馬射線發(fā)生裝置對面的伽馬射線探測器系統(tǒng)，用于 探測由伽馬射線發(fā)生裝置產(chǎn)生、經(jīng)廢物桶中固化體衰減后的伽馬射線，并將其轉(zhuǎn)化為脈沖 信號(hào)矩陣；
[0009] 設(shè)置在傳送帶兩側(cè)的固定裝置，用于固定伽馬射線發(fā)生裝置和伽馬射線探測器系 統(tǒng)，能調(diào)節(jié)二者高度和與傳送帶的距離；
[0010] 與伽馬射線探測器系統(tǒng)的輸出端相連的分析處理系統(tǒng)，用于獲取脈沖信號(hào)矩陣， 處理后建立廢物桶掃描測量的二維灰度圖像，并將其與合格的放射性廢物水泥固化體的圖 像信息對比，判斷被測廢物桶中放射性廢物水泥固化體是否合格；
[0011] 與分析處理系統(tǒng)的輸出端相連的反饋控制系統(tǒng)，所述反饋控制系統(tǒng)連接放射性廢 物水泥固化體的配比裝置和攬拌控制器，根據(jù)分析處理系統(tǒng)的信息，控制配比裝置中廢液、 水泥和添加劑的配比、w及攬拌控制器的攬拌速率。
[0012] 本發(fā)明中，傳送帶傳送待檢測的廢物桶，伽馬射線發(fā)生裝置產(chǎn)生伽馬射線，經(jīng)過廢 物桶中固化體衰減后，被伽馬射線探測器系統(tǒng)探測到，并轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)矩陣，經(jīng)分析處理 系統(tǒng)進(jìn)行處理后，判斷被測廢物桶中放射性廢物水泥固化體是否合格；若不合格，則通過反 饋控制系統(tǒng)控制配比裝置中廢液、水泥和添加劑的配比、W及攬拌控制器的攬拌速率，合格 則不做任何操作。本發(fā)明可W檢測放射性廢物水泥固化體在制備過程中，廢液、水泥和添加 劑的配比不當(dāng)或是攬拌不均勻造成的孔隙和裂縫，從而及時(shí)調(diào)整攬拌速率、W及廢液、水泥 和添加劑的配比，避免了傳統(tǒng)方式中，通過取樣、制樣、化驗(yàn)等多環(huán)節(jié)獲取固化體的浸出性、 抗壓強(qiáng)度等各項(xiàng)指標(biāo)，從而導(dǎo)致檢測時(shí)間過長，不能及時(shí)地反饋固化體信息，且取樣、制樣 工藝環(huán)節(jié)復(fù)雜的問題。本發(fā)明中，固定裝置包括固定支架和固定螺母，能調(diào)節(jié)二者高度和與 傳送帶的距離。
[0013] 作為優(yōu)選：所述伽馬射線發(fā)生裝置包括伽馬射線標(biāo)準(zhǔn)源、生物屏蔽殼和源準(zhǔn)直器， 所述伽馬射線標(biāo)準(zhǔn)源為lOmCi 6化〇同位素標(biāo)準(zhǔn)體源，用于產(chǎn)生1. 17MeV和1. 33MeV能量的 伽馬射線；所述源準(zhǔn)直器材料為鉛，用于使伽馬射線從扇形窄縫中射出，所述生物屏蔽殼包 裹在伽馬射線標(biāo)準(zhǔn)源外壁，材料為鉛。
[0014] 生物屏蔽殼材料為鉛的目的是用于福射防護(hù)，防止人和其他生物體受到過量照 射。
[0015] 作為優(yōu)選；所述伽馬射線探測器系統(tǒng)包括伽馬射線探測器和固定在其上的探測器 準(zhǔn)直器，所述伽馬射線探測器為長度與廢物桶高度相同的線陣CMOS伽馬射線探測器，所述 探測器準(zhǔn)直器材料為鉛。
[0016] 作為優(yōu)選；所述分析處理系統(tǒng)包括與伽馬射線探測器相連的信號(hào)采集系統(tǒng)，用于 獲取伽馬射線探測器輸出的脈沖信號(hào)矩陣，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)矩陣，即衰減后的伽馬射線 強(qiáng)度矩陣；與信號(hào)采集系統(tǒng)相連的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，用于獲取信號(hào)采集系統(tǒng)輸出的衰減后的 伽馬射線強(qiáng)度矩陣，并將其轉(zhuǎn)換為平均線衰減系數(shù)矩陣，根據(jù)平均線衰減系數(shù)矩陣建立廢 物桶掃描測量的二維灰度圖像，并將其與合格的放射性廢物水泥固化體的圖像信息對比， 若灰度值差別大于預(yù)設(shè)值，認(rèn)為廢物桶中固化體的孔隙度和裂縫尺寸大于允許范圍，判斷 為不合格，否則合格；與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連的顯示系統(tǒng)，用于顯示建立的二維灰度圖像、固 化體孔隙度和裂縫尺寸信息。
[0017] 本發(fā)明中，分析處理系統(tǒng)由信號(hào)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)S部分構(gòu)成， 信號(hào)采集系統(tǒng)主要是將伽馬射線探測器輸出的脈沖信號(hào)矩陣轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)矩陣；數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)主要是根據(jù)數(shù)字信號(hào)矩陣進(jìn)行分析處理，結(jié)合預(yù)設(shè)值判斷廢物桶中固化體是否合 格，為饋控制系統(tǒng)提供參考，通過反饋控制系統(tǒng)對水泥固化的原料配比和攬拌速率進(jìn)行調(diào) 整，W使后續(xù)的固化體滿足固化要求；顯示系統(tǒng)主要用于顯示數(shù)據(jù)信息。
[001引將數(shù)字信號(hào)矩陣轉(zhuǎn)化為平均線衰減系數(shù)矩陣的目的是，由于廢物桶是圓柱體，造 成在掃描測量時(shí)伽馬射線的衰減厚度不同，使得衰減后伽馬射線強(qiáng)度矩陣從中間到邊緣逐 漸增強(qiáng)，無法從重建二維圖像中看出孔隙和裂縫的信息。
[0019] 作為優(yōu)選；將衰減后的伽馬射線強(qiáng)度矩陣轉(zhuǎn)換為平均線衰減系數(shù)矩陣的方法為： 根據(jù)單能窄束伽馬射線的衰減規(guī)律：
[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種廢物桶中放射性廢物水泥固化體裂縫檢測裝置，其特征在于： 包括傳送帶，用于傳送廢物桶； 安裝在傳送帶一側(cè)的伽馬射線發(fā)生裝置，用于產(chǎn)生伽馬射線； 安裝在傳送帶另一側(cè)，位于伽馬射線發(fā)生裝置對面的伽馬射線探測器系統(tǒng)，用于探測 由伽馬射線發(fā)生裝置產(chǎn)生、經(jīng)廢物桶中固化體衰減后的伽馬射線，并將其轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào) 矩陣； 設(shè)置在傳送帶兩側(cè)的固定裝置，用于固定伽馬射線發(fā)生裝置和伽馬射線探測器系統(tǒng)， 能調(diào)節(jié)二者高度和與傳送帶的距離； 與伽馬射線探測器系統(tǒng)的輸出端相連的分析處理系統(tǒng)，用于獲取脈沖信號(hào)矩陣，處理 后建立廢物桶掃描測量的二維灰度圖像，并將其與合格的放射性廢物水泥固化體的圖像信 息對比，判斷被測廢物桶中放射性廢物水泥固化體是否合格； 與分析處理系統(tǒng)的輸出端相連的反饋控制系統(tǒng)，所述反饋控制系統(tǒng)連接放射性廢物水 泥固化體的配