Радиометрическое устройство для измерения активности гранул радиоактивного продукта

 

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)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

НВЬЬС

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„286546 (у) С 01 Т 1/167

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

В Ь ТЬЬЬ В

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ЬВ ТСССНСИУ СВЬВВТВНЬСТВ У (21) 2726440/18-25 (22) 19.02.79 (46) 07.12.84,Бюл. Ф 45. (72) В.П.Денискин, Б.Г.Киров, И.И.Крейндлин, А.А.Правиков, Б.А.Соловьев, А.Д.Асосков, В.П.Шматок и А.В.Качала (53) 53.084.89(088.8) (56) 1. Горн Л.С. и др, Радиометрические приборы, блоки и узлы. М., Атомиздат, 1976, с. 101.

2. Горн Л.С. и др. Радиометрические приборы, блоки и узлы. М.; Атомиздат, 1976, с. 102 (прототип). (54) (57) 1 . РАДИОМЕТРИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АКТИВНОСТИ ГРАНУЛ

РАДИОАКТИВНОГО ПРОДУКТА, содержащее детектор излучения и схему регистра ции, отличающее сятем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, оно снабжено распаложенной под рабочей поверхностью детектора 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 образующей конуса кюветы, узлами загрузки, вращения и торможения кюветы, раз«. груэки и блоком управления, вход которого соединен с выходом схемы . регистрации, а выход — с узлами за» грузки, вращения и торможения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а= ю щ е е с я тем, что узел разгрузки выполнен в виде ловителя гранул, охватывающего конический борт кюветы, и вращаищегося вместе с кюветой, и воронки.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что ловитель гранул выполнен неподвижным.

4. Устройство по п.1, о т л на ч а ю щ е е с я тем, что узел разгрузки выполнен в виде клапана, расположенного в центре кюветы и соединенного с блоком управления, и воронки.

Оч

1 7865

Изобретение относится к аппарату ре для измерения активности, а следовательно, и количества грануллированного радиоактивного продукта и, предназначено для использования в

5 различных отраслях народного хозяйства, применяющих радиоактивные продукты.

Известны радиометрические устройства, предназначенные для измерения активности радиоактивных продуктов в различных агрегатных сос- тояниях, содержащие детектор излучения и регистратор. К ним относятся, например, радиометры типов

РИГ2-03, РИГ 2-04, РИ02-01,РКС2-01, РЖБ 2-01 (1).

Из известных радиометрических устройств наиболее близким по техни4 ческой сущности и назначению является радиометр РИГ 2-03. Он содержит детектор излучения и схему регистрации, снабженную электронными каскадами и отсчетным устройством(2 ). Измерение активности производится следующим образом. На торец детектора накладывают контролируемый продукт, закрывают защиту от внешнего излучения. Детектор преобразует излуче 30 ние радиоактивного материала в импульсы электрического тока. Регистратор обрабатывает эти импульсы и подсчитывает их за определенное время.

Количество зарегистрированных импульсов 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 автоматизированно- 45 го создания гарантированного монослоя (слой продукта толщиной в одну гранулу) гранулированного продукта.

Ионослой при измерениях активности гранулированных продуктов необходим для уменьшения погрешности, возникающий эа 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

46 2 субъективным визуАльным контролем.

Кроме того, радиометр типа РИГ 2-03 имеет малую производительность из-эа необходимости проведения ручных операций загрузки н выгрузки контролируемого продукта.

Целью изобретения является повышение 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 образующей 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, охватывающего конический борт кюветы и вращающегося вместе с кюветой, и воронки.

Ловитель гранул может быть выполнен и неподвижным.

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

На фиг.1 схематически изображено радиометрическое устройство для измерения активности гранул радиоактивного продукта с узлом разгрузки, выполненным в виде ловителя гранул, расположенного 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 к. оветы.

Радиометрическое устройство содержит детектор излучения 1„ регистратор 2, кювету 3, выполненную в виде конуса, установленного вершиной вниз, иа внутренней поверхности конуса у . вершины выполнен выступ 4, а у основания — конический борт 5, угол наклона образующей борта к оси конуса меньше угла. наклона образу1ощей конуса кюветы 3. Кювета предназначена для создания монослоя гранул радиоактивного продукта 6. Кроме то786546 го, радиометрическое устройство содержит узлы загрузки 7, вращения и торможения 8 кюветы 3 и блок управления 9. Радиометрическое устройство содержит также узел разгрузки вы1 полненный в виде ловителя гранул 10, охватывающего конический борт 5 кюветы 3 и вращающегося вместе .с кюветой 3, и воронку 11. Ловитель 10 гранул может быть выполнен и неподвиж- 1p ным.

На фиг.2 узел разгрузки выполнен в виде клапана 12, расположенного в центре кюветы З,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 начинает вращение со скоростью достаточ- 20 ной для удержания гранул радиоактивного материала 6 у борта 5 кюветы 3.

Затем по команде блока управления 9 узел загрузки 7 производит загрузку радиоактивного продукта вдоль борта 525 кюветы 3. Так как загрузка продукта производится не мгновенно, а кювета вращается, то гранулы радиоактивного продукта 6 под действием центробежных сил равномерно распределяются вдоль щ борта 5 юкветы 3.

После этого по команде блока управления 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 про-40 исходит вследствии того, что грану.— лы 6, испытывавшие при вращении воздействия разных по величине центробежных сил за счет уменьшения скорости вращения кюветы 3 плавно и после- 45 довательно скатываются к центру кюветы 3, укладываясь в монослой. Колебательные движения помогают гранулам преодолеть силы трения и, кроме того, позволяют получать более. плотный и go стабильный монослой.

Угол между образующей конуса кюветы 3 и ее осью зависит от сферич-. ности гранул, их веса и шероховатости поверхности. Чем ближе форма гранул 6 к сфере, больше sec и меньше шероховатость, тем более плоской должна быть кювета. Практически этот угол определяется экспериментально и находится в пределах 80-89 . Кювета 3 может быть и не строго конической, она может быть,в частности, выполнена с профилем в виде лекальной 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 измерения 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 разгрузки..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.

Рранулы 6, выброшенные центробежными силами через конический борт 5, кюветы 3, попадают в ловитель 10 охватывающий конический борт 5,кюветы

3 и вращающийся вмесге 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 выполнен и неподвижным. При этом процесс выЭкспериментальные образцы предлагаемого радиометрического устройства предполагается изготовить и внед40 рить в технологическую цепочку в 1980 году.

Ожидаемый экономический эффект оч внедрения прибора составит порядка

100 тыс. руб. в год.

3 7865 грузки гранул аналогичен описанному выше, однако в этом случае гранулы продукта при выгрузке испытывают более сильные ударные нагрузки при встрече с неподвикным ловителем 10, чем при встрече с вращающимся ловителем 10. Таким образом, узел разгрузки с конструктивно более простым неподвижным ловителем 10 целесообразно использовать при высоких прочностных 1б характеристиках гранул продукта.

При использовании узла разгрузки, изображенного на фиг.2, выполненного в виде клапана 12 в центре кюветы 3 и воронки 11, цикл выгрузки проводится следующим образом.

После окончания процесса. измерения узел вращения и торможения 8 по команде регистратора 2 и блока,управления 9 открывает клапан 12 и одновре- 2р 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 гра- » нулы 6 продукта под действием собст" венного веса и колебательных движений кюветы 3 вокруг оси вращения скатьлаются с поверхности конуса кю-, веты 3 в отверстие, открытое клапаном 12, и выгружают через воронку 11.

По.окончании цикла выгрузки кла" пан 12 по команде блока управления 9 закрывается, колебательные движения кюветы 3 прекращаются и радиометрическое устройство готбво к новому циклу измерений. .При использовании устройства выгрузки,изображенного иа фнг.2, гранулы продукта практически не иепытывают при выгрузке ударных нагрузок

1 и его выгодно испольэовать при низкой прочности гранул продукта.

46 б

Однако при этом увеличивается время выгрузки продукта.

Использование предлагаемого раднометрического устройства обеспечит повыпение точности измерения активности гранулированных продуктов за счет уменьшения влияния самопоглощений в гранулах, благодаря созданию монослоя °

При расположении гранул слоем равной толщины (но не монослоем) самопоглощение сильно зависит от размеров гранул и.их плотности и иэ-за экранирования гранул, удаленных от детектора излучения, гранулами, расположенными блике к детектору.

При применении:монослоя гранул нет эффекта взаимной экранировки, геометрия измерения стабильна и поэтому в алгоритме работы регистратора может быть легко учтено самопоглощение, что позволяет снизить погрешность измерения.

Также 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.

Техред .С. Мигунова

Корректор С.Черни

Редактор . 0.1Оркова

Тираж 710 . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35 ° Раушская наб., д. 4/5

Заказ 9187/1

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4