專利名稱：桶裝核廢物中子檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于放射性廢物檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種桶裝核廢物中子檢測裝置。
背景技術(shù)：
核設(shè)施在長期運(yùn)行及退役過程中產(chǎn)生大量的放射性固體廢物，對這些放射性固體 廢物進(jìn)行分類與處理，是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。由于桶裝核廢物的分布不均勻、基體密度差 異較大，很難取得具有代表性的樣品對核廢物進(jìn)行化學(xué)分析，因此通常運(yùn)用中子探測技術(shù) 和Y射線探測技術(shù)相結(jié)合的非破壞性分析方法(NDA)，對桶裝核廢物進(jìn)行整體檢測放射 性固體核廢物經(jīng)過整備后裝入廢物桶，首先進(jìn)行中子檢測，根據(jù)檢測結(jié)果判斷該放射性廢 物是否屬于α廢物。如果是α廢物，則直接進(jìn)行地質(zhì)處置；如果不是α廢物，則進(jìn)一步進(jìn) 行Y檢測。由此可見，中子測量技術(shù)是一種重要的非破壞性分析方法。目前，國際上的桶裝核廢物中子檢測裝置一般為中空的正棱柱形結(jié)構(gòu)，其上下底 面設(shè)置石墨層，側(cè)面由內(nèi)向外分別為Cd、高密度聚乙烯、Cd及高密度聚乙烯層。中子計(jì)數(shù) 器嵌入測量室各側(cè)壁，以探測放置于測量腔中的桶裝廢物發(fā)射出的中子。側(cè)面各層的功能 為(1)高密度聚乙烯內(nèi)層的高密度聚乙烯內(nèi)嵌中子計(jì)數(shù)器，主要用以慢化檢測箱 內(nèi)廢物桶發(fā)射的中子，使其達(dá)到熱中子能量水平。外層的高密度聚乙烯，一方面慢化環(huán)境中 子，以增加鎘片對中子的俘獲效率，降低測量本底，另一方面對檢測箱內(nèi)廢物向外輻射的中 子起屏蔽作用。(2)鎘片內(nèi)外兩層鎘片均起俘獲熱中子作用。內(nèi)層鎘片用于減小由外層返回的 熱中子在廢物桶內(nèi)引起誘發(fā)裂變而導(dǎo)致的中子增殖效應(yīng)；外層鎘片用于阻止環(huán)境中子經(jīng)外 層高密度聚乙烯材料慢化而引起中子計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，減小本底干擾。(3)石墨反射層用于反射中子，減少中子泄漏，從而提高中子探測效率。這種結(jié)構(gòu)具有一定的缺陷和不足。桶裝放射性廢物發(fā)射的中子，當(dāng)散射到側(cè)壁時(shí)， 有的慢化到熱中子被中子計(jì)數(shù)器探測到，還有的中子則穿過內(nèi)層聚乙烯，而被外層Cd片吸 收或穿過Cd片，不能被被中子計(jì)數(shù)器探測到，因而損失了部分的探測效率；同時(shí)該裝置對 廢物桶中各個(gè)不同測量點(diǎn)的探測效率相差較大。
發(fā)明內(nèi)容(一)發(fā)明目的本實(shí)用新型目的在于提高桶裝核廢物中子檢測的檢測效率及檢測效率空間響應(yīng)
一致性。(二)技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種桶裝核廢物中子檢測裝置，該檢測裝置為 中空的正棱柱形結(jié)構(gòu)，上下底面設(shè)置有底面石墨層，側(cè)面由內(nèi)向外分別為內(nèi)層鎘片、內(nèi)層高密度聚乙烯、外層鎘片、外層高密度聚乙烯，中子計(jì)數(shù)器嵌入內(nèi)層高密度聚乙烯內(nèi)，關(guān)鍵在 于，在內(nèi)層高密度聚乙烯和外層鎘片之間還設(shè)置側(cè)面石墨層，所述中子檢測裝置的上下底 面石墨層內(nèi)側(cè)也設(shè)置有鎘片。核廢物桶置于測量室內(nèi)，側(cè)面石墨層緊貼內(nèi)層高密度聚乙烯 的外側(cè)，靠近中子計(jì)數(shù)器，這樣使側(cè)面和上下面均覆蓋有石墨反射層，由內(nèi)向外形成鎘片、 高密度聚乙烯、石墨層、鎘片、高密度聚乙烯的夾心形。(三)有益效果本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案能夠有效地提高桶裝核廢物中子檢測的效率，通過蒙 特卡洛模擬計(jì)算，當(dāng)在側(cè)面使用IOcm厚的石墨層后探測效率提高了 20%。并且，廢物桶 中空間效率一致性較好，通過上述中子檢測裝置實(shí)際測量得到的探測效率相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為 2. 5%。

圖1為正六棱柱形桶裝核廢物中子檢測裝置的剖面圖；圖2為正六棱柱形桶裝核廢物中子檢測裝置的截面圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合最佳的實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型提供一種桶裝核廢物中子檢測裝置，該檢測裝置為中空的正六棱柱形 結(jié)構(gòu)，六個(gè)側(cè)面中有兩個(gè)側(cè)面作為側(cè)門，上下底面設(shè)置有底面石墨層8，側(cè)面由內(nèi)向外分別 為內(nèi)層鎘片1、內(nèi)層高密度聚乙烯2、外層鎘片4、外層高密度聚乙烯5，3He正比計(jì)數(shù)管6嵌 入內(nèi)層高密度聚乙烯2內(nèi)，關(guān)鍵在于，在內(nèi)層高密度聚乙烯2和外層鎘片4之間還設(shè)置側(cè)面 石墨層3，所述中子檢測裝置的上下底面石墨層8內(nèi)側(cè)也設(shè)置有鎘片。核廢物桶7置于測量 室9內(nèi)，側(cè)面石墨層3緊貼內(nèi)層高密度聚乙烯2的外側(cè)，靠近3He正比計(jì)數(shù)管6，這樣使側(cè) 面和上下面均覆蓋有石墨反射層，由內(nèi)向外形成鎘片、高密度聚乙烯、石墨層、鎘片、高密度 聚乙烯的夾心形。六個(gè)側(cè)面內(nèi)嵌78根3He正比計(jì)數(shù)管，每個(gè)側(cè)面13根，分兩層排布，內(nèi)層7 根，外層6根。這樣的分布方式保證了裝置探測效率受空間位置的影響盡可能小。通過蒙特卡洛模擬計(jì)算，當(dāng)在側(cè)面使用IOcm厚的石墨后探測效率提高了 20%。同 時(shí)，經(jīng)過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)測量，探測效率相對標(biāo)準(zhǔn)偏差2. 5%，說明該裝置的探測效率的空間響 應(yīng)一致性較好。以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施例對本實(shí)用新型所做的具體說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新 型的具體實(shí)施方式
僅限于這些說明。很顯然，上述桶裝核廢物中子檢測裝置還可以是中空 的正四棱柱形，所述中子計(jì)數(shù)器可以采用3He正比計(jì)數(shù)管，也可以選擇其他中子計(jì)數(shù)器替 代。對本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干簡單推演和變換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種桶裝核廢物中子檢測裝置，為中空的正棱柱形結(jié)構(gòu)，上下底面設(shè)置有石墨層(8)，側(cè)面由內(nèi)向外分別為內(nèi)層鎘片(1)、內(nèi)層高密度聚乙烯(2)、外層鎘片(4)、外層高密度聚乙烯(5)，中子計(jì)數(shù)器(6)嵌入內(nèi)層高密度聚乙烯(2)內(nèi)，其特征在于在內(nèi)層高密度聚乙烯(2)和外層鎘片(4)之間設(shè)置有石墨層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子檢測裝置，其特征在于所述中子檢測裝置為中空的正 四棱柱或者正六棱柱形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中子檢測裝置，其特征在于所述中子檢測裝置的上下底面 石墨層(8)內(nèi)側(cè)也設(shè)置有鎘片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的中子檢測裝置，其特征在于所述中子計(jì)數(shù)器為3He 正比計(jì)數(shù)管。
專利摘要本實(shí)用新型屬于放射性廢物檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種桶裝核廢物中子檢測裝置，該檢測裝置為中空的正棱柱形結(jié)構(gòu)，上下底面設(shè)置有底面石墨層，側(cè)面由內(nèi)向外分別為內(nèi)層鎘片、內(nèi)層高密度聚乙烯、外層鎘片、外層高密度聚乙烯，中子計(jì)數(shù)器嵌入內(nèi)層高密度聚乙烯內(nèi)，關(guān)鍵在于，在內(nèi)層高密度聚乙烯和外層鎘片之間還設(shè)置側(cè)面石墨層。核廢物桶置于測量室內(nèi)，側(cè)面石墨層緊貼內(nèi)層高密度聚乙烯的外側(cè)，靠近中子計(jì)數(shù)器，這樣使側(cè)面和上下面均覆蓋有石墨反射層，形成高密度聚乙烯、鎘片、石墨層、高密度聚乙烯、鎘片的夾心形。本實(shí)用新型提供的桶裝核廢物中子檢測裝置能夠有效提高桶裝核廢物中子檢測的檢測效率及檢測效率空間響應(yīng)一致性。
文檔編號G01T3/00GK201765331SQ20102000114
公開日2011年3月16日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者柏磊, 沈?qū)? 王效忠, 甘霖, 祝利群, 蒙延泰, 許小明, 賈向軍, 顧少剛 申請人:中國原子能科學(xué)研究院