Радиометрическое устройство для измерения активности гранул радиоактивного продукта Советский патент 1984 года по МПК G01T1/167 

Изобретение относится к аппаратуре для измерения активности, а следовательно, и количества грануллированного радиоактивного продукта и . предназначено для использования в различных отраслях народного хозяйства, применяющих радиоактивные продукты.

Известны радиометрические устройства, предназначенные дпя измерения активности радиоактивных продуктов в различных агрегатных состояниях, содержащие детектор излучения и регистратор. К ним отнрсят:ся, например, радиометры типов РИГ2-03, РИГ 2-04, РИ02-01,РКС2-01, РЖБ 2-01 1.

Из известных радиометрических устройств наиболее близким по технической сущности и .назначению является радиометр РИГ 2-03. Он содержит детектор излучения и схему регистрации, снабженную электронными каскадами и отсчетным устройством 2 3- Измерение активности производится следующим образом. На торец детектора накладывают контролируемый продукт, закрьгаают защиту от внешнего излучения. Детектор преобразует излучение радиоактивного материала в импульсы электрического тока. Регистратор обрабатывает эти импульсы и подсчитывает их за определенное время. Количество зарегистрированных импулвсов пропорционально активности радиоактивного материала. По окончании измерения защиту детектора открывают и радиоактивный продукт вручную выгружают с торца детектора излучения.

Недостатком данного радиометра является большая погрешность при измерении активности, а следовательно, и количества гранулированного радиоактивного продукта из-за отсутствия устройства автоматизированного создания гарантированного монослоя (слой продукта толщиной в одну гранулу) гранулированного продукта.

Монослой при измерениях активиости гранулированных продуктов необхцдим для уменьшения погрешности, возникающей за счет влияния самопоглощения в гранулах.

При использовании радиометра типа РИГ 2-03 для измерений активности (и количества) гранулированных радиоактивных материалов требуется создание многослоя вручную с

субъективным визуеЬ1ьным контролем. Кроме того, радиометр типа РИГ 2-03 имеет малую производительность из-за необходимости проведения ручных операций загрузки и выгрузки контролируемого продукта.

Целью изобретения является повы:шение точности производительности измерений активности гранулированных продуктов.

Цель достигается тем, что радиометрическое устройство снабжено расположенной под рабочей поверхностью де,тектора кюветой, выполненной в виде конуса, установленного вершиной вниз от детектора, на внутренней поверхности конуса у вершины выполнен выступ, а у основания - конический борт, угол наклона образующей борта к оси конуса меньше угла наклона образукщей конуса кюветы, узлами загрузки, вращения и торможения кюветы, разгрузки и блоком управления, вход которого соединен с выходом регистратора, а выход - с узлами загрузки, вращения и торможения.

При этом узел разгрузки выполнен в виде ловителя гранул, охватьшающего конический борт кюветы и вращающегося вместе с кюветой, и воронки.

Ловитель гранул может быть вьшолнен и неподвижным.

Кроме того, узел разгрузки может быть -вьтолнен в виде клапана, расположенного в центре кюветы и соединенного с блоком управления,fi воронки.

На фиг.1 схематически изображено радиометрическое устройство для измерения активности гранул радиоактивного продукта с узлом разгрузки, выполненным в виде ловителя гранул, р сположенного у конического борта кюветы, на фиг.2 - радиометрическое устройство для измерения активности гранул радиоактивного продукта с узлом разгрузки, выполненным в виде клапана, расположенного в центре юбветы.

Радиометрическое устройство содержит детектор излучения 1, регистратор 2, кювету 3, выполненную в виде конуса, установленного вершиной вниз, на внутренней поверхйости конуса у вершины выполнен выступ 4, а у основания - конический борт 5, угол наклона образующей борта к оси конуса меньше угл наклона образ5|1ощей конуса кюветы 3. Кювета предназначена для создания монослоя гранул радиоактивного продукта 6. Кроме того, радиометрическое устройство содержит узлы загрузки 7, вращения и торможения 8 кюветы 3 и блок управления 9. Радиометрическое устройство содержит также узел paзгpyзкиJвыполненный в виде ловителя гранул 10, охватывающего конический борт 5 кюветы 3 и вращающегося вместе с кюветой 3, и воронку It. Ловитель 10 гранул может быть выполнен и неподвиясным.

На фиг.2 узел разгрузки вьшолнен в виде клапана 12, расположенного в центре кюветы 3,и воронки 11.

Радиометрическое устройство в режиме измерения работает следующим образом. По команде регистратора 2 блок управления 9 включает узел вращения и торможения 8, и кювета 3 начнает вращение со скоростью достаточной для удержания гранул радиоактивнго материала 6 у борта 5 кюветы 3. Затем по команде блока управления.9 узел загрузки 7 производит загрузку радиоактивного продукта вдоль борта кюветы 3. Так как загрузка продукта производится не мгновенно, а кювета вращается, то гранулы радиоактивного продукта 6 под действием центробежны сил равномерно распределяются вдоль борта 5 юкветы 3.

После этого по команде блока упраления 9 устройство вращения и торможения 8 производит торможение кюветы 3 и одновременно придает ей колебательные движения вокруг оси вращения до момента расположения гранул радиоактивного продукта 6 монослоем.

Образование монослоя при этом npo исходит вследствии того, что гранулы 6, испытывавшие при вращении воздействия разных по величине центробежных сил зс. счет уменьшения скорости вращения кюветы 3 плавно и последовательно скатьгоаются к центру кюветы 3, укладьшаясь в монослой.Колебательные движения помогают гранулам преодолеть силы трения и, кроме того позволяют получать более, плотный и стабильный монослой.

Угол между образукицей конуса кюветы 3 и ее осью зависит от сферич-г мости гранул, их веса и шероховатости поверхности. Чем ближе форма гранул 6 к сфере, больше вес и меньше шероховатость, тем более плоской должна быть кювета. Практически

этот угол определяется экспериментално и находится в пределах 80-89. Кювета 3 может быть и не строго конической, она может быть,в частности, выполнена с профилем в виде лекально кривой или сечения сферы и конуса.

После остановки кюветы 3 регистратор 2 начинает отсчет импульсов, поступающих от детектора излучения 1, т.е. производится процесс измерения.

После окончания процесса измерени регистратор 2 подает команду блоку управления 9 и по его команде устройство вращения и торможения 8 (см. фиг.1) задает скорость вращения кюветы 3, достаточную для того, чтобы центробежные силы выбросили гранулу радиоактивного продукта б через конический борт 5 кюветы 3. При этом конический борт 5 кюветы 3 выполнен с углом между образующей конуса борта и осью вращения меньшим, чем у кюветы 3. Это делается для -того, чтобы исключить выброс гранул продукта при всех операциях подготовки. и измерения пробы, кроме операции рагрузки. .Кроме того, для надежной выгрузки продукта кювета 3 на внутренней поверхности конуса у его вершины (в центре ее дна) снабжается выступом 4 для исключения возможности попадания гранул радиоактивного продукта 6 вблизи центра вращения, где центробежные силы во время проведения операции разгрузки могут оказаться недостаточными для полного удаления гранул продукта из кюветы.

Гранулы 6, выброшенные центробежными силами через конический борт 5, кюветы 3, попадают в ловитель 10, охватывающий конический борт 5.кюветы 3 и вращающийся вместе с кюветой 3. До прекращения вращения кюветы 3 и ловителя 10 гранулы 6 вращаются вместе с ними, располагаясь на внешней стороне ловителя 10 за счет действия центробежных сил.

По команде блока управления 9 устройство вращения, торможения 8 прекращает вращение кюветы 3 и ловителя 10, и гранулы 6 продукта через воронку 11 поступают на следующую операцию технологического процесса.

После проведения этих операций радиометрическое устройство готово к повторению цикла измерения.

Ловитель 10 может быть вьтолнен и неподвижным. При этом процесс выгрузки гранул аналогичен описанному вьше, однако в этом случае гранулы продукта при выгрузке испытывают более сипьные ударные нагрузки при встрече с неподвижным ловителем 10, чем при встрече с вращахнцимся ловите лем 10.Таким образом, узел разгрузк с конструктивно более простым неподвижным ловителем 10 целесообразно использовать при высоких прочностных характеристиках гранул продукта. При использовании узла разгрузки, изображенного на фиг.2, вьшолненного в виде клапана 12 в центре кюветы 3 и воронки 11, цикл выгрузки проводится следующим образом. После окончания процесса измерени узел вращения и торможения 8 по команде регистратора 2 и блока управл ния 9 открывает клапан 12 и одновре менно придает кювете 3 колебательные движения вокруг оси вращения до момента выгрузки гранул 6 через отверстие в центре кюветы 3. Так как кювета коническая, .то гр нулы 6 продукта под действием собст венного веса и колебательных движений кюветы 3 вокруг оси вращения скатываются с поверхности конуса кю веты 3 в отверстие, открытое клапаном 12, и выгружают через воронку 1 1 . По окончании цикла выгрузки клапан 12 по команде блокауправления 9 закрывается, колебательные движения кюветы 3 прекращаются и ра диометрическое устройство готбво к новому циклу измерений. . При использовании устройства выгрузки,изображеииого на г. 2, гра нулы продукта практически не испытывают при выгрузке ударных нагрузо и его выгодно использовать при низкой прочности гранул продукта. Однако при этом увеличивается время выгрузки продукта. Использование предлагаемого радиометрического устройства обеспечит повьшение точности измерения актив- , ности гранулированных продуктов за счет уменьше-ния влияния самопоглощений в гранулах, благодаря созданию монослоя. При расположение гранул слоем равной толощны (но не монослоем) самопоглощение сильно зависит от размеров гранул и их плотности и из-за зкранирования гранул, удавленных от детектора излучения, гранулами, расположенными ближе к детектору. При применении монослря гранул нет зффекта взаимной зкранировки, геометрия измерения стабильна и позтому в алгоритме работы регистратора может легко учтено самопоглощение, что позволяет снизить погрешность измерения. Таюке повысится производительность измерения за счет автоматизации процессов загрузки пробы, создания монослоя гранул, проведения измерений и разгрузки пробы. В соответствии с планом работ предприятия по одной из тем разработан макет предлагаемого радиометрического устройства. Проведенные испытания макета подтвердили существенные преимущества его перед прототипом. Экспериментальные образцы предлагаемого радиометрического устройства предполагается изготовить и внедрить в технологическую цепочку в 1980 году. Ожидаемый экономический эффект oi внедрения прибора составит порядка 100 тыс. руб. в год.

иг.1

.. ...

.. - абгзлб .

f

1. РАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ AKifflBHOCTH ГРАНУЛ РАДИОАКТИВНОГО ПРОДУКТА, содержащее детектор излучения и схему регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, оно снабжено расположенной под рабочей поверхностью детектора кюветой, выполненной в виде конуса, установленного верши-, нойвниз от детектора, на внутренней поверхности конуса у ве1япины выполнен выступ, а у основания - конический борт, угол наклона образующей борта к оси конуса меньше угла наклона образующей конуса кюветы, узлами загрузки, вращения и торможения-кюветы, раз грузки и блоком управления, вход которого соединен с выходом схемы регистрации, а выход - с узлами загрузки, вращения и торможения. 2.Устройство по П.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что узел разгрузки выполнен в виде ловителя гранул, охватывающего конический борт кюве5 ты, и вращающегося вместе с кюветой, и воронки. 3.Устройство по Ш1.1 и 2, о т л и.чающееся тем, что ловитель гранул выполнен неподвижным. о с 4.Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что узел грузки выполнен в виде клапана, рас00 05 положенного в центре кюветы и соединенного с блоком управления, и воронСП ки. 4; О)

fPuB.2