專利名稱：L吸收邊密度計的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用X射線透過材料并測量吸收來分析材料的裝置，特別涉及一種L吸收邊密度計。
背景技術：
國際上普遍采用PUREX工藝進行乏燃料后處理，為保證后處理工藝安全、可靠、穩定的運行，必須及時獲取工藝溶液成分數據。其中U、Pu等元素濃度的分析任務最為重要，工作量也最大。L吸收邊分析作為非破壞性分析方法，可以在后處理過程中廣泛應用。該方法具有一系列特點(1)樣品無需預處理，這對高毒性強放射性的后處理樣品具有重要意義；(2)選擇性好，不受元素價態影響，基體效應小；(3)分析濃度范圍在10-100g/L之間；(4)準確度較好，精密度高，RSD 一般能達到O. 5%。 L吸收邊光譜技術于上世紀七十年代開始研發，現在國外已廣泛應用，但其具體技術對我國進行限制，僅有原理性描述。美國巴維爾廠和薩凡那河廠的經驗表明，L吸收邊分析是一種重要的后處理工藝U、Pu控制分析技術。我國以前未開展過這項研究，也未考慮樣品測量的放射性防護問題。在乏燃料后處理領域，樣品一般帶有放射性，尤其是對于Pu等α放射性，為防止污染，必須在密封條件下測定，這就對L吸收邊分析裝置的實際應用提出了特殊的要求。比較常用的方法是將分析裝置全部直接安裝到手套箱里，但手套箱容積有限，安裝不便。尤其是采用X光管作為激發源的分析裝置，其檢修、維修十分困難；同時，X光管屬于易耗品，一旦X光管到了使用壽命，更換十分困難；探測器是十分精密的電子學設備，在手套箱里有大量的放射性物質，對其性能也有影響；另外，手套箱中一般總是有酸氣，也會對裝置的電子學部件產生腐蝕。
發明內容
為解決L吸收邊分析裝置在乏燃料后處理鈾钚濃度的分析中存在的安裝不便，檢修、維修困難，X光管更換困難，探測器性能易受影響，電子學部件易腐蝕等問題，針對后處理廠的實際情況，本發明提供了一種L吸收邊密度計。具體技術方案如下
一種L吸收邊密度計，其特征在于包括手套箱主箱、分析副箱以及計算機數據采集與處理系統，分析副箱和計算機數據采集與處理系統位于手套箱主箱外部；手套箱主箱與分析副箱相連通，并裝有用于隔離的閘門；分析副箱包括X光源系統、前光欄、樣品池、后光欄和探測器多道系統；X光源系統與樣品池之間、樣品池與探測器多道系統之間均采用窗口隔離；分析副箱通過無線方式與計算機數據采集與處理系統進行通訊。其中，X光源系統、前光欄、樣品池、后光欄和探測器多道系統安裝在分析副箱底部為優選；χ光源系統采用銀靶X光管為優選；樣品池所用的材料優選為聚丙烯；探測器多道系統采用SDD探測器或Si-PIN探測器為優選；窗口隔離所用的材料優選為碳化硼。手套箱主箱和分析副箱之間的閘門方便二者間的隔離；樣品分裝在手套箱主箱中進行，分裝好的樣品送入分析副箱進行測量。X光源系統與樣品池之間、樣品池與探測器多道系統之間均采用窗口隔離，避免了分析副箱內部的放射性沾污X光管和探測器多道系統。優選的窗口隔離材料碳化硼的X射線吸收率較小，對測量幾乎沒有影響。譜儀部分安裝在分析副箱底部，測量部分獨立接地，通過無線方式進行通訊，計算機數據采集與處理系統可以靈活安放，便于現場應用。本發明的L吸收邊密度計易于安裝，檢修、維修以及X光管更換均十分方便，實際使用中探測器性能不受影響，電子學部件無腐蝕問題，并且滿足了防護的要求。
圖I L吸收邊密度計結構示意圖 圖2分析副箱結構示意圖
I.手套箱主箱，2.分析副箱，3.閘門，4.無線發射器，5.無線接收器，6.計算機數據采 集與處理系統，7. X光源系統，8. X射線入射窗口，9.前光欄，10.樣品池，11.后光欄，12. X射線出射窗口，13.探測器多道系統。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的最佳實施方式做進一步說明。
實施例如圖I所示，一種L吸收邊密度計，主要包括手套箱主箱I、分析副箱2和計算機數據采集與處理系統6構成。分析副箱2由X光源系統7、X射線入射窗口 8、前光欄9、樣品池10、后光欄11、X射線出射窗口 12、探測器多道系統13等組成。其中，X光源系統7采用MINI-X銀靶X光管，操作電壓、電流分別為(15-30) kV、(10-100) μ A0 MINI-X銀靶X光管無需外加冷卻循環水，大大縮小了裝置的體積。探測器多道系統13采用Si-PIN探測器，電制冷，分辨率優于200eV (§5. 9keV)。在X光源系統7和樣品池10之間加前光欄9，樣品池10與探測器多道系統13之間加后光欄11。樣品池10采用聚丙烯材料，取樣量為(O. 5-1) mL。樣品池10、前光欄9、后光欄11安裝在分析副箱2中，X光源系統7和探測器多道系統13均在分析副箱2外部。分析副箱2設置兩個窗口，分別為X射線入射窗口 8和X射線出射窗口 12。X光源系統7窗口的中心、X射線入射窗口 8的中心、前光欄9的中心、樣品池10的中線、后光欄11的中心、X射線出射窗口 12的中心、探測器多道系統13的中軸線在一條直線上。手套箱主箱I和分析副箱2之間有閘門3方便隔離，手套箱主箱I中進行樣品分裝以及簡單預處理等操作，分裝好的樣品送入分析副箱2進行測量。樣品池10可以放置多個樣品，測量時由計算機數據采集與處理系統6控制自動換樣。X光源系統7與探測器多道系統13在樣品池10兩側進行照射和分析，所有信號由計算機數據采集與處理系統6控制。X光源系統7和探測器多道系統13分別與分析副箱2之間用碳化硼材料進行窗口隔離，碳化硼機械強度高，可以保證分析副箱2內部的放射性不會沾污到X光源系統7和探測器多道系統13。同時碳化硼的X射線吸收率較小，對測量幾乎沒有影響。探測器多道系統13安裝在分析副箱2底部，通過無線發射器4和無線接收器5與計算機數據采集與處理系統6進行通訊， 便于現場應用。
權利要求
1.一種L吸收邊密度計，其特征在于包括手套箱主箱(I)、分析副箱(2)以及計算機數據采集與處理系統(6)，分析副箱(2)和計算機數據采集與處理系統(6)位于手套箱主箱(I)外部；手套箱主箱(I)與分析副箱(2)相連通，并裝有用于隔離的閘門(3);分析副箱(2)包括X光源系統(7)、前光欄(9)、樣品池(10)、后光欄(11)和探測器多道系統(13) ； X光源系統(7)與樣品池(10)之間、樣品池(10)與探測器多道系統(13)之間均采用窗口隔離；分析副箱(2)通過無線方式與計算機數據采集與處理系統(6)進行通訊。
2.如權利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于X光源系統(7)、前光欄(9)、樣品 池(10)、后光欄(11)和探測器多道系統(13)安裝在分析副箱(2)底部。
3.如權利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于X光源系統(7)采用銀靶X光管。
4.如權利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于樣品池(10)所用的材料為聚丙 烯。
5.如權利要求I所述的L吸收邊密度計，其特征在于探測器多道系統(13)采用SDD探測器或Si-PIN探測器。
6.如權利要求1-5所述的L吸收邊密度計，其特征在于窗口隔離所用的材料為碳化硼。
全文摘要
本發明涉及一種利用X射線透過材料并測量吸收來分析材料的裝置。為解決現有技術中存在的安裝不便，檢修、維修困難等問題，本發明提供了一種L吸收邊密度計，包括手套箱主箱、分析副箱以及計算機數據采集與處理系統，分析副箱和計算機數據采集與處理系統位于手套箱主箱外部；手套箱主箱與分析副箱相連通，并裝有用于隔離的閘門；分析副箱包括X光源系統、前光欄、樣品池、后光欄和探測器多道系統；X光源系統與樣品池之間、樣品池與探測器多道系統之間均采用窗口隔離；分析副箱通過無線方式與計算機數據采集與處理系統進行通訊。本發明的L吸收邊密度計易于安裝，檢修、維修以及X光管更換均十分方便，電子學部件無腐蝕問題，并且滿足防護的要求。
文檔編號G01N9/24GK102967530SQ201210470798
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月20日 優先權日2012年11月20日
發明者鄭維明, 宋游, 陳晨, 劉桂嬌, 吳繼宗, 康海英 申請人:中國原子能科學研究院