【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉核设备校准领域，尤其涉及一种氚校准装置以及氚校准方法。
技术介绍
1、氚是重要的核材料和战略资源，自1934年卢瑟福等人通过加速器dd反应发现氚以来，氚在核武器研制、核能开发及其他科研(中微子测量等)、商业(微型电源、医学示踪剂等)领域的重要性日益凸显。以核能开发中的聚变研发需求为例，目前，地球上最可能实现聚变的反应为dt聚变，使用d和t作为燃料，且dt比例为1:1。对比目前实验室的g量级的氚操作量，聚变堆中单次进入真空室内的氚量将高达百克以上，年氚消耗量高达数十千克。聚变堆涉及的氚工艺包括氚的贮存、解析、输运、提取、分离、纯化、回收、净化、排放等，氚的浓度覆盖流出物级至纯氚级，跨越十数个数量级。研究发展氚的分析、测试技术，对氚进行准确的分析、测量，是氚工艺可靠和稳定的最基本要求，并为涉氚结构材料、功能材料的研究提供有力支撑。当前，从流出物氚监测(流出物级，102～105bq/m3)到涉氚场所氚监测(防护级，105～109bq/m3)再到氚工艺系统内的氚测量(工艺级，107～1017bq/m3)，氚的大范围、动态、准确测量问题亟待解决。为了解决上述问题，适用于不同浓度氚测量的探测器在近几年得到了迅速地发展，例如针对流出物氚监测的大体积电离室、针对防护级氚监测的多规格电离室、针对工艺级氚测量的激光拉曼谱仪、β射线诱发x射线谱探测器、小体积电离室、快响应探测器等。上述氚测量设备均基于相对测量原理，其探测效率、应用范围、应用场景与测量结果的灵敏度、准确度受灵敏体积、非线性响应、气体气氛、气压等多种因素影响。为了获得可靠
2、现有的氚测量设备校准装置主要针对防护级氚监测设备的校准，典型的校准装置有两类。
3、第一类，采用“标准氚源配制+pvt法稀释”的方法。其中氚气标准源采用高浓度氚气源稀释配制，当配气装置经过清洗并达到气态平衡时，通过外力将该容器粉碎，使高比活度的氚气可被稀释气混合，最后压缩到标准气体钢瓶中，完成原始高浓度气源的稀释。重复上述过程，即可完成二次、三次稀释，获得所需浓度的含氚气体，稀释气体选用较为稳定的氮气或p10气体(90％ar，10％ch4)。将含氚气体稀释至较低浓度后，采用内充气式正比计数管测量其比活度，获得配制的氚气标准源的比活度。然后使用该氚气标准源作为校准装置的氚源，与干燥空气混合生成已知浓度的含氚气体，通过循环泵使气体混合均匀，然后将该气体输送至氚监测仪器中进行校准。第二类，采用“氚水鼓泡法”，使用已知浓度的氚水作为源项，通过温度控制与鼓泡法生成含氚饱和水蒸气与干燥空气进行混合，同时使用同类型参考仪器与待校仪器测量该气体的氚浓度，比较两种仪器的测量结果，获得待校仪器的效率。
4、两类校准方法对应的校准装置仅适用于防护级氚浓度的测量仪器的校准，且校准压力为常压，不适用于工艺级氚测量设备与流出物级氚测量设备，也不适用于低气压或高气压氚测量设备。有鉴于此，需要提供一种适用于宽量程宽气压气态氚校准装置。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种氚校准装置，可以对不同校准量程和不同气压需求的待校设备进行校准。
2、本专利技术实施例提供一种氚校准装置，所述氚校准装置包括气源单元、多组配气与校准单元、绝对测量单元、氚回收单元、真空获得与氚净化单元；
3、其中，所述气源单元、所述多组配气与校准单元以及绝对测量单元依次管路连接，所述多组配气与校准单元中各组配气与校准单元按测量浓度等级依次级联连接，所述多组配气与校准单元均与所述真空获得与氚净化单元管路连接，所述氚回收单元与所述多组配气与校准单元中预设测量浓度等级的配气与校准单元管路连接；
4、所述多组配气与校准单元分别与标准气体连接，所述多组配气与校准单元用于不同待校设备的校准，不同待校设备对应不同的测量浓度等级。
5、进一步的，所述气源单元包括第一贮氚床、第一加热炉、第一加热炉盖板以及气源管路，其中，第一加热炉盖板设置在所述第一加热炉的上方，所述第一贮氚床设置于所述第一加热炉内，所述第一贮氚床与所述气源管路连接，所述气源管路与所述多组配气与校准单元中第一个配气与校准单元的进气端口连接。
6、进一步的，所述配气与校准单元包括第一主管路、第一监测管路、配气管路、第一接口管路以及校准管路，其中，所述第一主管路的一端与气源单元连接，所述第一主管路的另一端分别与所述第一监测管路、所述配气管路、所述第一接口管路以及所述校准管路连接，所述校准管路与待校设备连接，所述配气管路用于提供不同浓度的校准用气源，所述第一接口管路与所述真空获得与氚净化单元连接，所述多组配气与校准单元中最后一个配气与校准单元的第一接口管路与所述绝对测量单元连接，其余配气与校准单元的第一接口管路与所述氚回收单元连接。
7、进一步的，所述配气管路包括高纯高压气瓶、盘管以及配气子管路，其中，所述盘管的一端与所述高纯高压气瓶连接，所述盘管的另一端与所述配气子管路连接，所述配气子管路与所述第一主管路连接。
8、进一步的，所述校准管路包括进气管路、第二监测管路以及至少一个校准子管路，所述进气管路的一端与所述第一主管路连接，所述进气管路的另一端与所述第二监测管路以及至少一个校准子管路连接，所述校准子管路与待校设备连接。
9、进一步的，所述绝对测量单元包括第二主管路、第三监测管路、第二接口管路以及符合测量管路，其中，所述第二主管路的一端与所述多组配气与校准单元中最后一个配气与校准单元连接，所述第二主管路的另一端与所述第三监测管路、所述第二接口管路以及所述符合测量管路连接，所述第二接口管路与所述真空获得与氚净化单元连接，所述符合测量管路用于对待测气体进行符合测量。
10、进一步的，所述符合测量管路包括多个不同量程的测量支路，每个测量支路均与所述第二主管路单独连接，每个测量支路包括一个正比计数管，不同测量支路的正比计数管具有不同的长度。
11、进一步的，所述氚回收单元包括第二贮氚床、第二加热炉、第二加热炉盖板以及第一回收管路，其中，所述第一回收管路的第一端与所述配气与校准单元连接，所述第一回收管路的第二端与所述真空获得与氚净化单元连接，所述第一回收管路的第三端与所述第二贮氚床连接，第二加热炉盖板设置在所述第二加热炉的上方，所述第二贮氚床设置于所述第二加热炉内。
12、进一步的，所述真空获得与氚净化单元包括第三主管路、第二回收管路以及真空管路，所述第三主管路的一端分别与所述配气与校准单元、所述绝对测量单元以及所述氚回收单元连接，所述第三主管路的另一端与所述真空管路连接，所述第二回收管路的一端与所述主管路连接，所述第二回收管路的另一端与所述真空管路连接。
13、本专利技术实施例提供一种氚校准方法，应用于本专利技术实施例中任一所述的氚校准装置，所述氚校准方法包括以下步骤：
14、s1、气源配制：通过气源单元为多组配气与校准单元依次进行气源配制；
15、s2、气源测量：通过绝对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氚校准装置，其特征在于，所述氚校准装置包括气源单元、多组配气与校准单元、绝对测量单元、氚回收单元、真空获得与氚净化单元；
2.如权利要求1所述的高浓度氚探测器氚校准装置，其特征在于，所述气源单元包括第一贮氚床(1)、第一加热炉(2)、第一加热炉盖板(3)以及气源管路，其中，第一加热炉盖板(3)设置在所述第一加热炉(2)的上方，所述第一贮氚床(1)设置于所述第一加热炉(2)内，所述第一贮氚床(1)与所述气源管路连接，所述气源管路与所述多组配气与校准单元中第一个配气与校准单元的进气端口连接。
3.如权利要求1所述的氚校准装置，其特征在于，所述配气与校准单元包括第一主管路、第一监测管路、配气管路、第一接口管路以及校准管路，其中，所述第一主管路的一端与气源单元连接，所述第一主管路的另一端分别与所述第一监测管路、所述配气管路、所述第一接口管路以及所述校准管路连接，所述校准管路与待校设备(23)连接，所述配气管路用于提供不同浓度的校准用气源，所述第一接口管路与所述真空获得与氚净化单元连接，所述多组配气与校准单元中最后一个配气与校准单元的第一接口管路与所述绝对测
4.如权利要求3所述的氚校准装置，其特征在于，所述配气管路包括高纯高压气瓶(14)、盘管(15)以及配气子管路，其中，所述盘管(15)的一端与所述高纯高压气瓶(14)连接，所述盘管(15)的另一端与所述配气子管路连接，所述配气子管路与所述第一主管路连接。
5.如权利要求3所述的氚校准装置，其特征在于，所述校准管路包括进气管路、第二监测管路以及至少一个校准子管路，所述进气管路的一端与所述第一主管路连接，所述进气管路的另一端与所述第二监测管路以及至少一个校准子管路连接，所述校准子管路与待校设备(23)连接。
6.如权利要求1所述的氚校准装置，其特征在于，所述绝对测量单元包括第二主管路、第三监测管路、第二接口管路以及符合测量管路，其中，所述第二主管路的一端与所述多组配气与校准单元中最后一个配气与校准单元连接，所述第二主管路的另一端与所述第三监测管路、所述第二接口管路以及所述符合测量管路连接，所述第二接口管路与所述真空获得与氚净化单元连接，所述符合测量管路用于对待测气体进行符合测量。
7.如权利要求6所述的氚校准装置，其特征在于，所述符合测量管路包括多个不同量程的测量支路，每个测量支路均与所述第二主管路单独连接，每个测量支路包括一个正比计数管，不同测量支路的正比计数管具有不同的长度。
8.如权利要求1所述的氚校准装置，其特征在于，所述氚回收单元包括第二贮氚床(51)、第二加热炉(52)、第二加热炉盖板(53)以及第一回收管路，其中，所述第一回收管路的第一端与所述配气与校准单元连接，所述第一回收管路的第二端与所述真空获得与氚净化单元连接，所述第一回收管路的第三端与所述第二贮氚床(51)连接，第二加热炉盖板(3)设置在所述第二加热炉(2)的上方，所述第二贮氚床(1)设置于所述第二加热炉(2)内。
9.如权利要求1所述的氚校准装置，其特征在于，所述真空获得与氚净化单元包括第三主管路、第二回收管路以及真空管路，所述第三主管路的一端分别与所述配气与校准单元、所述绝对测量单元以及所述氚回收单元连接，所述第三主管路的另一端与所述真空管路连接，所述第二回收管路的一端与所述主管路连接，所述第二回收管路的另一端与所述真空管路连接。
10.一种氚校准方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任一所述的氚校准装置，所述氚校准方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种氚校准装置，其特征在于，所述氚校准装置包括气源单元、多组配气与校准单元、绝对测量单元、氚回收单元、真空获得与氚净化单元；
2.如权利要求1所述的高浓度氚探测器氚校准装置，其特征在于，所述气源单元包括第一贮氚床(1)、第一加热炉(2)、第一加热炉盖板(3)以及气源管路，其中，第一加热炉盖板(3)设置在所述第一加热炉(2)的上方，所述第一贮氚床(1)设置于所述第一加热炉(2)内，所述第一贮氚床(1)与所述气源管路连接，所述气源管路与所述多组配气与校准单元中第一个配气与校准单元的进气端口连接。
3.如权利要求1所述的氚校准装置，其特征在于，所述配气与校准单元包括第一主管路、第一监测管路、配气管路、第一接口管路以及校准管路，其中，所述第一主管路的一端与气源单元连接，所述第一主管路的另一端分别与所述第一监测管路、所述配气管路、所述第一接口管路以及所述校准管路连接，所述校准管路与待校设备(23)连接，所述配气管路用于提供不同浓度的校准用气源，所述第一接口管路与所述真空获得与氚净化单元连接，所述多组配气与校准单元中最后一个配气与校准单元的第一接口管路与所述绝对测量单元连接，其余配气与校准单元的第一接口管路与所述氚回收单元连接。
4.如权利要求3所述的氚校准装置，其特征在于，所述配气管路包括高纯高压气瓶(14)、盘管(15)以及配气子管路，其中，所述盘管(15)的一端与所述高纯高压气瓶(14)连接，所述盘管(15)的另一端与所述配气子管路连接，所述配气子管路与所述第一主管路连接。
5.如权利要求3所述的氚校准装置，其特征在于，所述校准管路包括进气管路、第二监测管路以及至少一个校准子管路，所述进气管路的一端与所述第一主管路连接，所述进气管路的另一端与所述第二监测管路以及至少一个校准子...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志林，杨阳，陈平，赖财锋，李余，程胜寒，姜文翔，彭述明，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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