专利名称：一种UF₆气体铀丰度在线监测装置的测量容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及核材料分析技术领域，特别涉及一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器。
背景技术：
铀浓缩厂是进行铀浓缩活动的核设施，是军控核查和保障监督重点关注的对象之一。铀浓缩厂均采用质谱计来监测管道中UF6气体235U丰度，此技术精度高，但操作复杂，耗费高，分析周期长，需配备专业人员。目前，国际上主要是美国、俄罗斯进行了相关技术的研究，国内没有开展相关技术的研究工作。在线铀丰度技术包括两部分总铀量的测量和UF6气体中235U含量的测量。235U 含量的测量是利用测量其发射的185. 7keV特征γ射线的强度来确定的。总铀量的测量有三种方法X射线荧光法；透射源衰减方法；气体状态方程方法。X射线荧光法是利用57Co源122. 05keV γ射线激发UF6气体，通过测量激发的铀原子退激时所发出的98keVX射线来获得总铀量；透射源衰减方法是通过测量放射源通过管道气体前后的强度衰减来得到总铀量；气体状态方程是通过温度、压力的测定以及被测气体的体积参数由气体状态方程来计算出UF6气体量，从而获得总铀量。根据总铀量测量方法的不同，管道中铀丰度在线测量装置也各有不同。为了提高铀丰度的测量精度，源透射法对管道中UF6气体压力有一定的要求，一般均要求至少在100托以上；采用57Co激发法时，由于放射源半衰期短，需经常更换，测量精度差。这两种技术均需要放射源，并且对管道的材料和直径有限制要求。采用气体状态方程法时，由于被测气体的体积、温度、压力等参数都能精确测定，无需用提高被测气体压力的办法来增加被测气体的量，就能获得较高的测量精度，更适合于快速的在线铀丰度测量，适合用于我国铀浓缩离心厂的特性。例如2006年7月5日公开的公开号CN1799106A的中国发明专利公开了一种控制气态六氟化铀中的铀-235质量分数的方法和控制系统，该专利文献仅公开一种采用气体状态方程方法测量铀丰度的方法和系统，并未对系统中的核心部件测量容器的结构进行描述。由于铀丰度在线监测装置测量容器及气路的设计是在线监测装置的核心，是其关键部件，是关系装置性能的主要部件。测量容器及气路的成功设计将会加强装置的稳定性和实用性。而目前的相关文献中测量容器还未见报道。

发明内容
本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种结构简单、探测效率高、气体不滞留，能够在线实时监测管道中气体铀丰度的在线监测装置的测量容器。为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，关键在于，测量容器为圆筒形结构，它主要由壳体、进口管、出口管、导流板组成，导流板在壳体内将容器分隔成连续的流动通道，进口管位于通道的进口端，出口管位于通道出口端。本发明还可以所述的圆筒形结构为马林杯形结构。所述的导流板在壳体内将容器分隔成连续的流动通道为采用涡状导流板结构在壳体内将容器分隔成由外层到内层的连续流动通道。所述的进口管设置有分流管。所述的分流管采用缝隙式分流口或孔隙式分流口。所述的导流板材料和壳体材料均为铝材。所述的马林杯内杯深度为测量容器高度的1/2，外杯直径减去内杯直径等测量容器的高度。所述的分流口的宽度为0. 1 1mm。与现有技术相比，本发明的有益效果是本装置采用导流板将容器分隔成连续的流动通道，这样能够很好的保证气体进入测量容器后不滞留，满足先进先出的原则，整个容器的气体置换时间约2分钟，使得装置能够在线实时监测管道中气体的铀丰度。测量容器采用马林杯形结构将大大提高装置的探测效率。


图1装置的结构示意2马林杯形装置结构示意3测量容器内部导流结构示意4涡状导流结构示意5测量容器内部导流结构示意6马林杯形装置示意图1进口管、2出口管、3探测器、4外杯体、5内杯体、6分流管、7分流口、8导流板
具体实施例方式下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，如图1所示，测量容器为圆筒形结构，UF6气体由进口管1进入容器内，并通过出口管2流出，探测器3置于容器底部。本实施例优选采用马林杯形结构，如图2所示，其中探测器3置于容器内杯中。测量容器主要由壳体、进口管1、出口管2、导流板8组成，导流板8在壳体内将容器分隔成连续的流动通道，进口管1位于通道的进口端，出口管2位于通道出口端。容器的内部导流结构可以设计成如图3、4、5所示三种结构，导流结构是设计符合停留时间和流动分布要求的关键，本发明优选采用涡状导流板结构，如图4所示，本实例中采用的是螺距为20mm的涡状导流板结构，使得进入容器中的气体能沿由外层到内层的连续流动通道流动，避免大的涡漩，实现了较合理的流动分布，更好的满足先进先出的原则。在装置的进口管1处设置分流结构，如图4所示，在进口管1处加设一分流管6，在分流管6上开设一 0. 1 Imm的纵向缝隙，即分流口 7。加设分流管6后，流场漩涡及滞止区得以改善。气体进入容器后，首先经分流管6分流，沿容器侧壁的一个方向流动，并最终经出口管2流出。在分流管1处设置疏密不同的孔隙，形成孔隙式分流口 7，或者采用缝隙式分流口 7，可以消除分流管附近处大漩涡，从而更好的实现气体先进先出的设计要求。
测量容器及导流板8的材料采用铝材，并经过一系列的加工、去污、抛光、去污、酸洗、清洗、烘干等工艺，然后进行热处理、“钝化”处理，使得气体在容器表面的吸附大大减少。如图6所示，a表示外杯体4与内杯体5的距离，b代表内杯的深度，c代表内杯底部与外杯底部的距离。本实施例中马林杯内杯深度为测量容器高度的1/2，外杯直径减去内杯直径等于测量容器的高度，即a = b = c，这样有利于装置结构和探测效率的更好的优化。a、b、c具体尺寸需要进行蒙卡模拟根据具体情况得出。
权利要求
1.一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于，测量容器为圆筒形结构，它主要由壳体、进口管、出口管、导流板组成，导流板在壳体内将容器分隔成连续的流动通道，进口管位于通道的进口端，出口管位于通道出口端。
2.根据权利要求1所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于， 所述的圆筒形结构为马林杯形结构。
3.根据权利要求1所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于， 所述的导流板在壳体内将容器分隔成连续的流动通道为采用涡状导流板结构在壳体内将容器分隔成由外层到内层的连续流动通道。
4.根据权利要求1所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于， 所述的进口管设置有分流管。
5.根据权利要求4所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于， 所述的分流管采用缝隙式分流口。
6.根据权利要求4所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于， 所述的分流管采用孔隙式分流口。
7.根据权利要求1所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于， 所述的导流板材料和壳体材料均为铝材。
8.根据权利要求2所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于， 所述的马林杯内杯深度为测量容器高度的1/2，外杯直径减去内杯直径等测量容器的高度。
9.根据权利要求5或6所述的一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，其特征在于，所述分流口的宽度为0. 1 1mm。
全文摘要
本发明公开了一种UF6气体铀丰度在线监测装置的测量容器，测量容器为圆筒形结构，它主要由壳体、进口管、出口管、导流板组成，导流板在壳体内将容器分隔成连续的流动通道，进口管位于通道的进口端，出口管位于通道出口端。该发明提供了一种结构简单、探测效率高、气体不滞留，能够在线实时监测管道中气体铀丰度的在线监测装置的测量容器。
文档编号G01N33/00GK102175822SQ20111005174
公开日2011年9月7日 申请日期2011年3月4日 优先权日2011年3月4日
发明者刘国荣, 吕学升, 李井怀, 赵永刚, 金惠民 申请人:中国原子能科学研究院