【技术实现步骤摘要】
本技术涉及放射性固体废物无损检测领域，具体涉及一种iv型钢箱放射性固体废物无损检测系统，通过γ射线成像和能谱分析从而得到放射性废物的种类和活度信息，该系统能够有效地实现中低放水平固体废物中γ射线类核素的定性定量检测分析。
技术介绍
1、在核设施退役及三废治理领域，每年会产生大量的放射性固体废物。这些放射性固体废物在转运和处置的环节中都需要进行相应的放射性检测，根据检测结果确定废物的最终处理方式，并实现放射性固体废物的科学管理管控。
2、目前，国内对于放射性固体废物主要通过标准的200l废物桶和标准钢箱(以iv型钢箱为主)进行存放。结合实践经验，钢箱中主要盛放的物质包括：过滤器芯，阀门泵芯，仪表芯，废包壳，端头，去污废物等，且主要为中低放等级固体废物。为了在不打开标准钢箱的情况下，通过γ无损检测的技术方式获得钢箱中固体放射性废物的形状特征、质量密度、放射性核素种类、比活度等关键性参数，从而降低对检验操作人员的人体放射性损伤，提高自动化检测效率。
3、国内目前并没有成熟的钢箱γ无损检测系统，国外的钢箱γ无损检测系统采用高纯锗探测器，由于高纯锗探测器加工昂贵，一般采用一个或者几个高纯锗探测器。由于采用的高纯锗探测器数量少，因此空间分辨率不高，同时测量时间长，完成一次无损检测的时间至少30分钟。
技术实现思路
1、标准的iv型钢箱外部尺寸为2200×1100×1050mm,内部尺寸为1990×890×860mm。本技术目的就是为了克服现有无损检测系统空间分辨率不高和
2、本技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种iv型钢箱放射性固体废物无损检测系统，包括门框式溴化镧(labr3(ce))探测器阵列、152eu放射源、探测器屏蔽准直系统和钢箱放置平台。所述钢箱放置平台具有钢箱承载和称重的功能，能够一维水平方向移动，所述平台用于放置待检测iv型放射性固体废物钢箱；
4、门框式溴化镧(labr3(ce))探测器阵列设置于所述钢箱放置平台上方；
5、探测器屏蔽准直系统位于所述钢箱放置平台侧面；
6、eu放射源安装在探测器屏蔽准直系统中；
7、门框式溴化镧探测器阵列包括多个溴化镧探测器。
8、进一步地，所述无损检测系统还包括门式框架，用于承载放射源、溴化镧探测器阵列和屏蔽准直系统。
9、进一步地，所述门框式溴化镧探测器阵列数量为两组；每个阵列10个探测器。
10、进一步地，两组探测器阵列的测量范围覆盖宽度和高度截面，同时互相交叉。
11、进一步地，所述eu放射源为152eu放射源。
12、进一步地，所述探测器屏蔽准直系统为中空的柱形屏蔽准直器，柱形屏蔽准直器的壁为5厘米厚度的铅板。
13、进一步地，采用具有钢箱承载、称重和移动功能的钢箱放置平台，无损检测系统工作时平台能够一维水平方向移动从而实现不同截面的测量。
14、进一步地，所述的无损检测系统还包括电子学系统和控制及数据处理系统，所述溴化镧探测器依次连接电子学系统和控制及数据处理系统。
15、进一步地，所述电子学系统为基于pxie的电子学系统，主要包括：500m14bit采样率的4通道pxie采集与能谱分析硬件板卡，pxie机箱系统和采集处理软件；一个板卡可以同时处理4个探测器输出的信号，处理后的能谱数据传输给主控制器进行算法反演。
16、进一步地，所述检测系统还包括钢箱放置台的水平移动和转向驱动控制、开关放射源输出孔道的驱动控制、钢箱称重系统控制及摄像头成像系统控制；钢箱放置台的水平移动和转向驱动控制、开关放射源输出孔道的驱动控制、钢箱称重系统控制及摄像头成像系统控制各自独立地连接控制及数据处理系统。
17、所述的门框式溴化镧探测器阵列，采用两个溴化镧探测器阵列。溴化镧探测器是一种新型闪烁体探测器，具有高光产额，高探测效率，高时间和空间分辨率，高能量分辨率，温度特性良好，抗辐射性能良好，操作简便等优点。溴化镧探测器采用1.5英寸的晶体，每个阵列10个探测器，这样既保证了能量分辨率和核素辨别能力，也保证了空间分辨率和监测时间。两组探测器阵列的测量范围覆盖宽度和高度小截面，同时互相交叉，因此可以通过空间反演技术获取钢箱内每个网格的放射源种类，并获得活度分布图像。
18、系统采用152eu放射源。为了得到放射源废物钢箱的性能和钢箱内物质密度分布(线衰减系数分布)，需要用到外部放射源。由于被测对象中核素成分复杂，γ放射线源在选用上要求具有多个覆盖较宽能量范围的特征峰，其能量与被测核素的特征峰尽可能相近，并具有相当的分支比。此外，源核素应具有相对长的半衰期。152eu放射源，其具有丰富的特征谱线，能够满足需求。
19、所述的屏蔽准直系统采用铅作为屏蔽材料，5厘米厚度的铅能够满足屏蔽和准直需求。
20、所述的钢箱放置平台具有钢箱承载、称重和移动的功能，载重量不超过10t(钢箱满载不超过8t)。无损检测系统工作时平台可以一维水平方向移动从而实现不同截面的测量。
21、所述的电子学系统采用基于pxie机箱的多通道板卡结构设计，主要包括：500m14bit采样率的4通道pxie采集与能谱分析硬件板卡，pxie机箱系统和采集处理软件等。溴化镧探测器经过光电倍增管输出的信号，通过抗辐射专用线缆传输给pxie采集与能谱分析硬件板卡，一个板卡可以同时处理4个探测器输出的信号，总共20个溴化镧探测器需要5块pxie采集与能谱分析硬件板卡同时进行并行算法处理。处理后的能谱数据传输给主控制器进行算法反演。
22、所述的控制系统主要配合电子学测量系统控制钢箱放置台在探测器门框式结构的测量范围内进行水平移动和转向，开关放射源的辐射输出孔道，钢箱放置台称重系统，同时辅助摄像头成像系统进行实验现场监控。主要包括：钢箱放置台的水平移动和转向驱动控制、开关放射源输出孔道的驱动控制、钢箱称重系统控制、摄像头成像系统控制等。
23、所述的数据处理系统用于钢箱内部的物质密度分布(线衰减系数分布)，和放射源种类、活度的空间分布。由于钢箱和废物体的尺寸较为庞大，其内部装载废物后，容易出现局部放射性分布不均的情况。为实现放射性分布较为精确的测量和估计，利用探测器阵列测量的152eu放射源特征峰进行空间反演处理，得到钢箱内部的物质密度分布(线衰减系数分布)，然后利用物质密度分布数据结合溴化镧探测器阵列测量到的钢箱内放射源的数据，进行空间反演得到放射源种类和活度的空间分布。采用在托卡马克诊断上得到验证的基于贝叶斯定律的高斯过程反演技术，它采用二维通用网格，反演速度快，可实时反演，单次运算5-10毫秒，同时还可以得到反演不确定度。
24、本技术的优点是：本技术采用溴化镧探测器阵列结合电子学系统和数据处理系统，既保证了能量分辨率和核素辨本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种IV型钢箱放射性固体废物无损检测系统，其特征在于：包括门框式溴化镧(LaBr3(Ce))探测器阵列、Eu放射源、探测器屏蔽准直系统和钢箱放置平台；
2.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于，所述无损检测系统还包括门式框架，用于承载放射源、溴化镧探测器阵列和屏蔽准直系统。
3.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述门框式溴化镧探测器阵列数量为两组；每个阵列10个探测器。
4.根据权利要求3所述的无损检测系统，其特征在于，两组探测器阵列的测量范围覆盖宽度和高度截面，同时互相交叉。
5.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述Eu放射源为152Eu放射源。
6.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述探测器屏蔽准直系统为中空的柱形屏蔽准直器，柱形屏蔽准直器的壁为5厘米厚度的铅板。
7.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述钢箱放置平台为具有钢箱承载、称重和移动功能的钢箱放置平台，能够一维水平方向移动从而实现不同截面的测量。
8.根据权利要求1所
9.根据权利要求8所述的无损检测系统，其特征在于：所述电子学系统为基于PXIe的电子学系统，主要包括：500M14bit采样率的4通道PXIe采集与能谱分析硬件板卡，PXIe机箱系统和采集处理软件；所述硬件板卡与PXIe机箱系统连接，所述硬件板卡安装有采集处理软件，所述板卡连接依次连接控制器和控制及数据处理系统。
10.根据权利要求8所述的一种IV型钢箱放射性固体废物无损检测系统，其特征在于：所述检测系统还包括钢箱放置台的水平移动和转向驱动控制、开关放射源输出孔道的驱动控制、钢箱称重系统控制及摄像头成像系统控制；钢箱放置台的水平移动和转向驱动控制、开关放射源输出孔道的驱动控制、钢箱称重系统控制及摄像头成像系统控制各自独立地连接控制及数据处理系统。
...【技术特征摘要】
1.一种iv型钢箱放射性固体废物无损检测系统，其特征在于：包括门框式溴化镧(labr3(ce))探测器阵列、eu放射源、探测器屏蔽准直系统和钢箱放置平台；
2.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于，所述无损检测系统还包括门式框架，用于承载放射源、溴化镧探测器阵列和屏蔽准直系统。
3.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述门框式溴化镧探测器阵列数量为两组；每个阵列10个探测器。
4.根据权利要求3所述的无损检测系统，其特征在于，两组探测器阵列的测量范围覆盖宽度和高度截面，同时互相交叉。
5.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述eu放射源为152eu放射源。
6.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述探测器屏蔽准直系统为中空的柱形屏蔽准直器，柱形屏蔽准直器的壁为5厘米厚度的铅板。
7.根据权利要求1所述的无损检测系统，其特征在于：所述钢箱放置平台为具有钢箱承载、称重和移动功能的钢箱放...
【专利技术属性】
技术研发人员：林士耀，曹宏睿，胡立群，钟国强，
申请(专利权)人：合肥综合性国家科学中心能源研究院安徽省能源实验室，
类型：新型
国别省市：
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