一种用于处理放射性物料的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于处理放射性物料的装置，包括物料容器、物料通道和屏蔽结构，屏蔽结构包括第一级屏蔽和第二级屏蔽，第二级屏蔽位于第一级屏蔽的外部，第一级屏蔽包括容器屏蔽和通道屏蔽，物料容器的外部设置容器屏蔽，通道屏蔽至少部分围绕装置内的物料通道，物料通道外周被屏蔽结构全部围绕，第二级屏蔽包括屏蔽窗。该装置中设置屏蔽窗，更便于工程人员在装置运行中进行操作、检视和维修，降低核设施维护难度，同时通过调整容器屏蔽和通道屏蔽的参数，选用最优屏蔽材料和结构组合防护和屏蔽电离辐射，减少装置厚度和重量，降低建造和运维成本。运维成本。运维成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于处理放射性物料的装置


[0001]本专利技术涉及放射性物质屏蔽
，具体涉及一种用于处理放射性物料的装置。

技术介绍

[0002]由于各类需求，核动力厂、后处理厂、核化工设施、核燃料制造厂等核设施，在运行中均会将动力系统、工艺系统、生产系统或放废系统等放射性系统中的物料(液体、固体或气体)通过泵提取到具有辐射屏蔽功能的箱室或取样柜后进行检测分析，以判断系统运行状态或物料和产品指标。
[0003]为防护和屏蔽提取到装置内的放射性样品的电离辐射，该装置必须采取具有满足辐射防护指标的屏蔽方案，使装置外部环境辐射水平保持在可接受的范围，控制和降低人员辐射照射剂量和风险。
[0004]核设施的放射性系统中放射性样品的物态、核素组分、酸碱度、温度等参数相当复杂和多变。需要取样进行检测分析的放射性系统中的放射性样品放射性核素组分复杂，通常包容了大量的放射性物质，如铀、钚、镎、镅、锔等长寿命锕系元素，还有大量放射性裂变产物，如
90
Sr、
90
Y、
137
Cs等；放射性样品辐射类型多，如α粒子、β射线、γ射线和中子，同时也会产生韧致辐射光子(X射线)、α粒子与轻核发生(α，n)反应的中子以及中子与物质作用产生的次级光子。
[0005]例如后处理厂接收的乏燃料组件的燃耗越深其源项的放射性水平越高，光子辐射为主，中子的辐射强度及在总的辐照中的占比也越高；源项中裂变产物，主要的光子和β辐射体的半衰期比长寿命的锕系元素短很多，如主要的α辐射体和中子辐射源，故源项的总放射性会随着冷却时间下降，中子在总辐射照射中的占比会增加。如这些需要具有屏蔽防护功能的装置采用常规屏蔽方案，通常会导致其屏蔽体厚度和重量很大、加工和制造难度高、造价和成本高、对配套设施核设备的质量要求高、运行和操作不便等安全性、经济性差、操作性指标低。
[0006]对于后处理厂采用热室方案，将极大增加工程建造成本，甚至工程上无法接受。单一高放取样分析热室及配套设施和设备的总造价可达到数千万元。且热室占地面积大，影响设施厂房和系统布置，影响人流物流路径；机械手不易操作，将进一步降低工作效率。
[0007]对于后处理厂采用常规方案，由于取样的高放废液放射性水平极高，采用常规的取样柜厚度极大；经论证，工程上可实施的方案中只能采用铸铁一体浇注，导致其前侧柜体厚度将达到数十厘米，重量近一百吨，给设施厂房的结构带来了巨大的载荷负担，存在极大的潜在安全风险，人员无法进行操作观察，且加工制造难度大，致使造价大幅增加。
[0008]现有专利CN216449743U公开了一种核电站用辐射屏蔽分层隔离的取样装置，通过将核取样装置的放射部分和非放射部分进行有效地分层布置，仅对分离出的放射部分屏蔽，能够有效减少屏蔽层的用料，从而减小装置的重量和体积。
[0009]现有专利CN207883335U公开了一种高放射性取样柜取样瓶投放装置，该装置通过
在隔离高辐射区和人员操作区设置取样柜挡板，并穿过取样柜挡板设置取样瓶投放管道，保证取样瓶安全、顺利地投放入取样柜箱体中。
[0010]上述方案未对样品产生的不同类型的辐射实施针对性屏蔽，辐射防护、屏蔽效果不佳，同时无法为进行操作、检修、检视等工作的工程人员提供较高的辐射安全保障。

技术实现思路

[0011]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的第一个目的在于，设置多级屏蔽，逐层降低放射性样品的对外辐射强度，减少潜在辐射风险可能性，提升装置的安全性。
[0012]本专利技术的第二个目的在于，有针对性地防护和屏蔽多种电离辐射，同时减少装置厚度和重量，降低建造和运维成本，节省空间。
[0013]本专利技术的第三个目的在于，在满足工程要求的基础上，提供一种屏蔽窗，便于工程人员在装置运行中进行操作、检视和维修，降低核设施维护难度。为了实现上述目的，本专利技术提供一种用于处理放射性物料的装置，包括物料容器、物料通道和屏蔽结构，屏蔽结构包括第一级屏蔽和第二级屏蔽，第二级屏蔽位于第一级屏蔽的外部，第一级屏蔽包括容器屏蔽和通道屏蔽，物料容器的外部设置容器屏蔽，通道屏蔽至少部分围绕装置内的物料通道，物料通道外周被屏蔽结构全部围绕，第二级屏蔽包括屏蔽窗。
[0014]进一步的，第一级屏蔽和第二级屏蔽的屏蔽材料不同。
[0015]进一步的，物料容器的上端不高于容器屏蔽的上表面，物料容器的外侧面与容器屏蔽的外侧面在任意方向上的距离为5cm
‑
20cm。
[0016]进一步的，容器屏蔽上设置有操作臂，操作臂可旋转至不同物料容器位置，用于操作物料或物料容器。
[0017]进一步的，通道屏蔽为同一材料一体成型体或同一材料拼接结构，或者为3
‑
6层采用不同材料的通道屏蔽层，最内层和最外层的通道屏蔽层为金属板，通道屏蔽的厚度为5cm
‑
20cm。
[0018]进一步的，容器屏蔽和通道屏蔽的材料包括中子屏蔽材料。
[0019]进一步的，通道屏蔽的最内层与最外层之间的材料和容器屏蔽的材料选自铅硼聚乙烯、钨硼聚乙烯、含硼钢、合金材料X
m
H
n
‑
B
‑
W
‑
Al或合金材料X
m
H
n
‑
B4C
‑
W
‑
Al中的一种或多种，其中X
m
H
n
为氢化金属，通道屏蔽的最内层和最外层的通道屏蔽层为碳钢或不锈钢。
[0020]进一步的，屏蔽通道层之间设置金属隔板，金属隔板厚度为1mm
‑
50mm。
[0021]进一步的，第二级屏蔽包括2
‑
6层的第二级屏蔽层，第二级屏蔽厚度为3mm
‑
600mm，第二级屏蔽至少覆盖装置除底面外的其他表面。
[0022]进一步的，第二级屏蔽包括多个面，多个面一体成型，或多个面中的每一个均为一体成型。
[0023]进一步的，第二级屏蔽的侧壁贯穿设置有操作机械手，操作机械手为两个，所述操作机械手位于所述屏蔽窗的上方或下方，或者，所述操作机械手分别位于所述屏蔽窗的两侧。
[0024]进一步的，操作机械手的长度与物料容器和容器屏蔽的尺寸和位置相匹配，完全覆盖物料容器所在区域范围。
[0025]进一步的，第二级屏蔽内层设置有密封气罩，密封气罩的高度不低于物料容器和
容器屏蔽上表面标高，厚度为0.3mm
‑
20mm。
[0026]进一步的，屏蔽窗包括2
‑
6层的采用不同材料的屏蔽窗层，最外侧的屏蔽窗层为防护玻璃。
[0027]进一步的，屏蔽窗的屏蔽窗层的最内层为耐辐照玻璃，屏蔽窗的屏蔽窗层中的至少一层为防辐射玻璃。
[0028]进一步的，屏蔽窗包括屏蔽窗框，屏蔽窗框由内而外呈阶梯状设置，屏蔽窗框为金属。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于处理放射性物料的装置，包括物料容器(1)、物料通道(2)和屏蔽结构(3)，其特征在于，所述屏蔽结构(3)包括第一级屏蔽(31)和第二级屏蔽(32)，所述第二级屏蔽(32)位于所述第一级屏蔽(31)的外部，所述第一级屏蔽(31)包括容器屏蔽(311)和通道屏蔽(312)，所述物料容器(1)的外部设置容器屏蔽(311)，所述通道屏蔽(312)至少部分围绕所述装置内的所述物料通道(2)，所述物料通道(2)外周被所述屏蔽结构(3)全部围绕，所述第二级屏蔽(32)包括屏蔽窗(321)。2.根据权利要求1所述的用于处理放射性物料的装置，其特征在于，所述第一级屏蔽(31)和所述第二级屏蔽(32)的屏蔽材料不同。3.根据权利要求2所述的用于处理放射性物料的装置，其特征在于，所述物料容器(1)的上端不高于所述容器屏蔽(311)的上表面，所述物料容器(1)的外侧面与所述容器屏蔽(311)的外侧面在任意方向上的距离为5cm
‑
20cm。4.根据权利要求3所述的用于处理放射性物料的装置，其特征在于，所述容器屏蔽(311)上设置有操作臂(6)，所述操作臂(6)可旋转至不同物料容器(1)位置，用于操作物料或物料容器(1)。5.根据权利要求3所述的用于处理放射性物料的装置，其特征在于，所述通道屏蔽(312)为同一材料一体成型体或同一材料拼接结构，或者为3
‑
6层采用不同材料的通道屏蔽层，最内层和最外层的所述通道屏蔽层为金属板，所述通道屏蔽(312)的厚度为5cm
‑
20cm。6.根据权利要求5所述的用于处理放射性物料的装置，其特征在于，所述容器屏蔽(311)和所述通道屏蔽(312)的材料包括中子屏蔽材料。7.根据权利要求6所述的用于处理放射性物料的装置，其特征在于，所述通道屏蔽的最内层与最外层之间的材料和所述容器屏蔽的材料选自铅硼聚乙烯、钨硼聚乙烯、含硼钢、合金材料X
m
H
n
‑
B
‑
W
‑
Al或合金材料X
m
H
n
‑
B4C
‑
W
‑
Al中的一种或多种，其中X
m
H
n
为氢化金属，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田英男，高桂玲，周冠辰，王晓霞，吴德慧，尤伟，王广开，王炳衡，米爱军，毛亚蔚，邱林，常叶笛，谢思洋，陈宗欢，张晔，刘耸，李晓静，王雅霄，刘雪凇，杨德锋，申静怡，朱治钢，赵秋娟，朱宇琛，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：