本技術涉及一種氚碳氧化燃燒爐，尤其涉及一種燃燒單元及多通道氚碳氧化燃燒爐，其屬于放射性檢測。

背景技術：

1、隨著核能工業(yè)的快速發(fā)展，排放到環(huán)境中的氚的越來越多，它們通過各種循環(huán)進入生物體內從而可能造成的危害是絕對不能忽視的。氚不會對生物體造成外照射損傷，大多通過被吸入、食入和皮膚等途徑進入機體，然后在機體內進行內照射，從而產生生物學效應，氚進入人體內，其造成的損害程度與多種因素有關，比如攝入氚的含量、途徑以及氚的化學形態(tài)等；碳-14原子核由6個質子和8個中子組成，其衰變方式為β衰變，半衰期約為5,730±40年，通過呼吸或直接食入污染食物的方式進入人體，造成內照射危害。

2、而在食品領域中，氚主要以自由水氚及有機結合氚兩種形式存在，碳14主要以有機結合碳形式存在，為了便于測量，通常通過氧化燃燒的方式將氚和碳分別轉變?yōu)樗?、二氧化碳氣體形式，再進行收集。

3、中國發(fā)明專利cn104634630b公開了一種可燃物氚、碳-14樣品制取系統(tǒng)，其專利中公開了氧化燃燒爐，但爐內僅設置一組反應工作管，以及目前市場上的多通道氚碳氧化爐也是將多根石英管設計在一個腔體中，統(tǒng)一控制溫度，所以該類設備具有以下幾個缺點：1、一次實驗只能做同一種樣品；2、啟動加熱時，必須多通道同時啟動，如啟動某一個通道時，其他通道相當于空燒，影響石英管的壽命。

技術實現(xiàn)思路

1、技術目的：為了克服現(xiàn)有技術中存在的不足，本實用新型提供一種燃燒單元及多通道氚碳氧化燃燒爐，多組燃燒單元可放置不同樣品，設立不同溫度段，同時進行多種樣品的氚碳回收，提高了日常工作效率。

2、技術方案：為實現(xiàn)上述目的，本實用新型公開的一種燃燒單元，包括加熱單元、樣品單元和收集單元；所述加熱單元為采用高溫纖維腔體、內嵌電熱絲的加熱管式爐，所述樣品單元包括石英管及設置于石英管內部的樣品舟，所述石英管連接于加熱管式爐內部，石英管外壁與加熱管式爐內壁緊密貼合，其端部伸出加熱管式爐，所述收集單元包括氚收集瓶和碳-14收集瓶，所述氚收集瓶置于冷凝循環(huán)槽中，所述石英管、氚收集瓶和碳-14收集瓶依次連通。

3、更進一步的，所述加熱管式爐采用可側向開啟結構，其表面沿軸向依次設置有不同加熱溫段的催化溫區(qū)、緩沖回收區(qū)和樣品氧化溫區(qū)，所述石英管穿過催化溫區(qū)、緩沖回收區(qū)和樣品氧化溫區(qū)，所述樣品舟與樣品氧化溫區(qū)對應。

4、更進一步的，所述石英管端部采用法蘭連接，石英管靠近催化溫區(qū)的一端連接有第一氧氣進氣口和出氣口，其另一端連接有第二氧氣進氣口和氮氣進氣口，每一路進氣管道分別設有進氣閥，所述出氣口與氚收集瓶連通。

5、更進一步的，所述冷凝循環(huán)槽為密閉結構，其頂面分布有與氚收集瓶外形匹配的通孔，所述氚收集瓶通過通孔浸入冷凝循環(huán)槽中。

6、更進一步的，所述石英管采用耐溫1200℃的高純石英，所述石英管的尺寸為φ50×140mm，壁厚為3mm。

7、一種多通道氚碳氧化燃燒爐，包括至少兩組所述的燃燒單元，每個燃燒單元可獨立控制。

8、更進一步的，還包括上下分布的殼體和移動平臺，所述加熱單元和樣品單元連接于殼體內部，所述收集單元連接于移動平臺內部，所述移動平臺底面連接有輪轂。

9、更進一步的，所述燃燒單元為4組，且采用兩兩上下并列排布，每個燃燒單元匹配兩個氚收集瓶與兩個碳-14收集瓶。

10、本實用新型中每一個加熱單元獨立控制，可設立不同溫度段，并在樣品單元中放置不同樣品，一次實驗可完成多種樣品的氚碳回收，提高了日常工作效率，即便有其中一個通道故障，也不影響其他通道使用；加熱管式爐采用可側向開啟結構，便于在實驗過程中更換石英管以及觀察樣品狀態(tài)；氮氣進氣管和每一個氧氣進氣管均配有進氣閥，可獨立控氣，節(jié)省能耗。

技術特征：

1.一種燃燒單元，其特征在于：包括加熱單元(1)、樣品單元(2)和收集單元(3)；所述加熱單元(1)為采用高溫纖維腔體、內嵌電熱絲的加熱管式爐，所述樣品單元(2)包括石英管(201)及設置于石英管(201)內部的樣品舟(202)，所述石英管(201)連接于加熱管式爐內部，石英管(201)外壁與加熱管式爐內壁緊密貼合，其端部伸出加熱管式爐，所述收集單元(3)包括氚收集瓶(301)和碳-14收集瓶(302)，所述氚收集瓶(301)置于冷凝循環(huán)槽(4)中，所述石英管(201)、氚收集瓶(301)和碳-14收集瓶(302)依次連通。

2.根據權利要求1所述的燃燒單元，其特征在于：所述加熱管式爐采用可側向開啟結構，其表面沿軸向依次設置有不同加熱溫段的催化溫區(qū)(5)、緩沖回收區(qū)(6)和樣品氧化溫區(qū)(7)，所述石英管(201)穿過催化溫區(qū)(5)、緩沖回收區(qū)(6)和樣品氧化溫區(qū)(7)，所述樣品舟(202)與樣品氧化溫區(qū)(7)對應。

3.根據權利要求2所述的燃燒單元，其特征在于：所述石英管(201)端部采用法蘭連接，石英管(201)靠近催化溫區(qū)(5)的一端連接有第一氧氣進氣口(12)和出氣口(13)，其另一端連接有第二氧氣進氣口(14)和氮氣進氣口(15)，每一路進氣管道分別設有進氣閥，所述出氣口(13)與氚收集瓶(301)連通。

4.根據權利要求1所述的燃燒單元，其特征在于：所述冷凝循環(huán)槽(4)為密閉結構，其頂面分布有與氚收集瓶(301)外形匹配的通孔(11)，所述氚收集瓶(301)通過通孔(11)浸入冷凝循環(huán)槽(4)中。

5.根據權利要求1所述的燃燒單元，其特征在于：所述石英管(201)采用耐溫1200℃的高純石英，所述石英管(201)的尺寸為φ50×140mm，壁厚為3mm。

6.一種多通道氚碳氧化燃燒爐，其特征在于：包括至少兩組權利要求1至權利要求5中任意一項所述的燃燒單元，每個燃燒單元可獨立控制。

7.根據權利要求6所述的多通道氚碳氧化燃燒爐，其特征在于：還包括上下分布的殼體(8)和移動平臺(9)，所述加熱單元(1)和樣品單元(2)連接于殼體(8)內部，所述收集單元(3)連接于移動平臺(9)內部，所述移動平臺(9)底面連接有輪轂(10)。

8.根據權利要求6所述的多通道氚碳氧化燃燒爐，其特征在于：所述燃燒單元為4組，且采用兩兩上下并列排布，每個燃燒單元匹配兩個氚收集瓶(301)與兩個碳-14收集瓶(302)。

技術總結
本技術涉及一種多通道氚碳氧化燃燒爐，屬于放射性檢測技術領域，包括至少兩組所述的燃燒單元，每個燃燒單元可獨立控制，燃燒單元包括加熱單元、樣品單元和收集單元；所述加熱單元為采用高溫纖維腔體、內嵌電熱絲的加熱管式爐，所述樣品單元包括石英管及設置于石英管內部的樣品舟，所述石英管連接于加熱管式爐內部，石英管外壁與加熱管式爐內壁緊密貼合，其端部伸出加熱管式爐，所述收集單元包括氚收集瓶和碳?14收集瓶，所述氚收集瓶置于冷凝循環(huán)槽中，所述石英管、氚收集瓶和碳?14收集瓶依次連通。本技術一次實驗可完成多種樣品的氚碳回收，提高了日常工作效率，即便有其中一個通道故障，也不影響其他通道使用，滿足實驗需求。

技術研發(fā)人員：杜瑤芳,陳文濤,王世越,隋家胤,孫瑤,褚瑩倩,孫愛麗
受保護的技術使用者：煙臺海關技術中心
技術研發(fā)日：20240513
技術公布日：2025/1/9