用于矿产成分分析的系统及方法技术方案

本申请公开了一种用于矿产成分分析的加速器系统及其方法。其包括：电子枪，用于产生电子束；加速管，用于将所述电子枪发出的电子束加速到预定能量；复合靶，用于接收电子束轰击之后在所述复合靶上产生放射性射线；传送装置，用于将待测样品在所述复合靶的前端与探测器之间进行位置移动；以及保护罩，用于对所述放射性射线进行屏蔽。

【技术实现步骤摘要】
用于矿产成分分析的系统及方法
本专利技术涉及辐射技术，具体地，涉及一种用于矿产成分分析的系统及方法。
技术介绍
在现今的金矿选矿和探矿过程中最为关心的问题之一就是如何在保证准确度的情况下尽可能快速有效的分析出矿区中的金含量。传统的原子荧光光谱分析中，一份样品需要研磨溶解，使用多种化学药剂，并在特定高温下加热数小时等操作后才能得到金含量的分析结果。该过程历时长，操作复杂，且需要使用强酸等化学试剂。本专利技术利用了辐射技术来分析矿产成分，可以有效克服上述问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提出一种用于矿产成分分析的加速器系统，该加速器系统包括：电子枪，用于产生电子束；加速管，用于将所述电子枪发出的电子束加速到预定能量；复合靶，用于接收电子束轰击之后在所述复合靶上产生放射性射线；传送装置，用于将待测样品在所述复合靶的前端与探测器之间进行位置移动；以及保护罩，用于对所述放射性射线进行屏蔽。在本公开的一种示例性实施例中，还包括：探测器，用于接收所述放射性射线，并生成射线数据以进行后续分析；以及微波系统，用于为所述加速管提供微波电磁场以将所述电子束加速到所述预定能量。在本公开的一种示例性实施例中，所述探测器与所述传送装置位于第一舱；所述复合靶，所述电子枪，所述加速管与所述保护罩位于第二舱；以及所述微波系统位于第三舱。在本公开的一种示例性实施例中，所述加速管通过承载结构固定于所述第二舱，所述承载结构中包括框架机构与抽拉机构。在本公开的一种示例性实施例中，所述加速管安装于所述框架机构；所述抽拉机构与所述框架机构连接，且所述框架机构能够相对于所述抽拉机构进行线性运动。在本公开的一种示例性实施例中，所述第一舱，所述第二舱以及所述第三舱分别为独立可移动集装箱舱结构；以及所述第一舱，所述第二舱以及所述第三舱之间的连接方式包括：第一舱与所述第二舱通过样品传送装置进行定位安装；第二舱和第三舱通过微波系统中波导位置进行定位安装。在本公开的一种示例性实施例中，所述保护罩包括第一屏蔽层与第二屏蔽层；其中，所述第一屏蔽层为铅材料和钨材料，所述第二屏蔽层为含硼聚乙烯材料。根据本专利技术的一方面，提出一种矿产成分分析方法，该方法包括：通过加速器产生预定能量的放射性射线；通过所述预定能量的放射性射线照射参考物质与含有目标元素的样品；通过探测器获取来自所述样品的第一检测数据与来自所述参考物的第二检测数据；通过比较所述第一检测数据与所述第二检测数据进而确定所述目标元素在所述样品中的含量。附图说明通过参照附图详细描述其示例实施例，本专利技术的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。图1是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统的系统框图。图2是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统舱结构的框图。图3是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统中水冷系统的示意图。图4是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统中抽拉机构的立体图。图5是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统中抽拉机构的主视图。图6是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统中抽拉机构的俯视图。图7是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统中抽拉机构的侧视图。图8是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统中舱体结构的俯视图。图9是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统中舱体结构的剖视图。图10是根据另一示例性实施例示出的一种矿产成分分析的方法的流程图。具体实施方式现在将参考附图更全面地描述示例实施例。图1是根据一示例性实施例示出的一种用于矿产成分分析的加速器系统的系统框图。加速器系统100可以包括：电子枪102、加速管104、复合靶106、传送装置108、保护罩110、探测器112、以及微波系统114。电子枪102用于产生电子束。在本申请中，电子枪102可以例如为传统的二极枪，也可例如为栅控枪电源。在本申请中的加速器系统100为了实现三档能量可切换的需求，需要对束流负载进行控制，因此需要通过改变电子枪的注入电压和枪发射电流来达到能量切换的目标。根据栅控电子枪的工作要求，可以调整栅控枪电源的设计指标。加速管104用于将所述电子枪102发出的电子束加速到预定能量。加速管104具有电子输入端口和微波馈入口，所述电子输入端口与所述电子枪的输出端耦接，接收所述电子束，所述微波馈入口与所述微波功率源的输出端耦接，将所述微波功率源产生微波馈入所述加速管所述加速管104加速后的电子束的预定能量为8.5MeV-14MeV，其中，加速管104加速后的电子束的能量连续可调。在本申请中，加速管104的管腔间采用磁耦合结构，优选的，采用相对边耦合的设计横向尺寸更小，结构更加紧凑。采用双周期驻波加速结构，优选的，加速枪104整体长度为1.2m，管体采用套筒水冷。复合靶106用于接收电子束轰击之后在所述复合靶106上产生放射性射线。复合靶106产生的放射性射线包括X射线。复合靶106扫描结构分为两段，中间通过增加陶瓷加以隔离，方便实现靶流的采集，为实现在不同能量下同样电子束宽度的需求，对扫描磁铁的电流进行控制，以适应不同能量的偏转需求。在本申请中，复合靶106可例如，采用金和铜复合的靶结构，能够产生较大剂量的X射线。复合靶采用水冷方式，通过改变复合靶结构形成三路水冷，实现对靶区的充分冷却，避免由于温度过高对靶结构造成损坏。传送装置108用于将待测样品在所述复合靶的前端与探测器之间进行位置移动。保护罩110用于对所述放射性射线进行屏蔽。所述保护罩包括第一屏蔽层与第二屏蔽层；其中，所述第一屏蔽层的材料为铅材料和钨材料，所述第二屏蔽层的材料为含硼聚乙烯材料。由于X射线能量较高，屏蔽系统包括对X射线和中子两种辐射的屏蔽保护。对于X射线，采用铅和钨进行屏蔽，中子防护采用含硼聚乙烯进行屏蔽。其中，第一屏蔽层：包括加速管支架，加速管支架将加速管、传输波导、扫描盒、靶、扫描磁铁固定在一起。从加速管耦合波导到电子枪，与加速管紧密接触部分，做初级屏蔽，并安装在机头支架内。加速管耦合器至靶，不做初级屏蔽，支架尺寸尽可能小。支架在耦合器前端与第二屏蔽层固定，加速管支架携带初级屏蔽，与第二屏蔽层对接后，形成整体屏蔽系统。确保屏蔽外环境剂量满足当地相关法律要求。探测器112用于接收所述放射性射线，并生成射线数据以进行后续分析。微波系统114用于为所述加速管提供微波电磁场以将所述电子束加速到所述预定能量。微波系统114作为电子直线加速器整机的基本组成部分，包括高功率微波源及微波传输系统。微波功率源用以产生不同频率的微波。由于该系统需求较高的剂量输出，因此采用速调管作为功率源，速调管能够得到较高的微波输入功率，并配备有低功率的微波激励源作为驱动，微波系统114中速调管可例如采用大功率速调管。波导传输系统114由各种无源微波元件组成，主要功能是将微波源输出的功率馈入到加速管中，用以激励加速电子所需求的电磁场；并且提供系统运行的频率和功率的监控讯号。加速器系统100还包括控制装置(图中未示出)，耦接到所述微波功率源和所述电子枪，控制所述微波功率源产生不同频率的微波，使得所述加速管在不同的谐振模式之间切换本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于矿产成分分析的系统，其特征在于，包括：电子枪，用于产生电子束；加速管，用于将所述电子枪发出的电子束加速到预定能量；复合靶，用于接收电子束以在所述复合靶上产生放射性射线；传送装置，用于将待测样品在所述复合靶的前端与探测器之间进行位置移动；以及保护罩，用于对所述放射性射线进行屏蔽。

【技术特征摘要】
1.一种用于矿产成分分析的系统，其特征在于，包括：电子枪，用于产生电子束；加速管，用于将所述电子枪发出的电子束加速到预定能量；复合靶，用于接收电子束以在所述复合靶上产生放射性射线；传送装置，用于将待测样品在所述复合靶的前端与探测器之间进行位置移动；以及保护罩，用于对所述放射性射线进行屏蔽。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：探测器，用于接收所述放射性射线，并生成射线数据以进行后续分析；以及微波系统，用于为所述加速管提供微波电磁场以将所述电子束加速到所述预定能量。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述加速管加速后的电子束的预定能量为8.5MeV-14MeV，其中，加速管加速后的电子束的能量连续可调。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述复合靶产生的放射性射线包括X射线。5.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述探测器与所述传送装置位于第一舱；所述复合靶，所述电子枪，所述加速管与所述保护罩位于第二舱；以及所述微波系统位于第三舱。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述加速管通过承载结构固定于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀红，张亮，张晓桐，高峰，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11