专利名称：用于测量核材料物理量的装置及使用这种装置的方法
技术领域：
本发明主要涉及用于测量核材料物理量的装置，特别是通过采用电磁辐射或粒子 以通过激发来诱发二次中子发射来确定核材料的化学或物理性质的装置。本发明还涉及使 用这种装置的方法。
背景技术：
例如，对于铀(U)、钚(Pu)和镅(Am)，其定量型物理量可以为质量、自发中子发射 和诱发中子发射，其定性型物理量可以为自发中子发射的多重性(multiplicity，重数)、 诱发中子发射的多重性、材料裂变特性及其同位素组成。核材料辐射和/或污染时，需要分别采用遮蔽物(screen)和/或保证核材料的密 封(confinement)，以确保对人员的保护。因此核设施包括屏蔽室(shielded cell)，核材料在上述屏蔽室中处理或存储。所 述屏蔽室由一个或多个称为箱(Caisson)的密封罩组成。所述箱由辐射屏蔽(也称为生物 屏蔽)包围。所述屏蔽室设有如下的装置该装置能够将移动屏蔽容器靠拢，以便装入或排出 核材料，同时保证对人员提供防止受到辐射和污染的持续保护。在核材料处理的情况下或排出核材料时需要对这些核材料进行测量。需要进行测 量的人员可以是核设施操作者，也可以是在其控制职责范围内的外部管理机构，例如国际 原子能机构(IAEA)。为了进行这些测量，这些核材料通常必须进行隔离。在已知实施方式中，核材料的测量是在距屏蔽室一定距离的位置进行。为了进行 这种测量，将核材料从屏蔽室中取出，将核材料在与屏蔽室相抵接的屏蔽容器中隔离，随后 转移到要用于进行上述测量的设施。但是，出于规章限制和安全原因，只有符合特定规范(比如裂变材料的数量)，核 材料才可以从屏蔽室中排出。但是，在处于适当位置的设施中，没有可以在原地进行这种测 量的装置，而这种原地测量的装置允许确保符合这些规范。在减损程序的情况下，可以排出 核材料，但操作步骤多、复杂、时间长、成本高，且存在风险。实际上，在核材料运输期间，意 外事故会导致对外部环境造成污染。从文件FR 2654219中可知道能够实现对容器中的核材料的剂量率进行测量的装 置，所述装置与屏蔽室相抵接。该装置包括安装在运输台上的“I^adirac”式运输罐。该运输罐包括容纳转运容器 的圆柱形壳体。当运输罐与屏蔽室的外壁相抵接时，设置在屏蔽室的壁中的门打开，设置在 运输罐上的舱口也打开。随后，通过经由在运输罐的壳体底部中形成的开口而引入的连接 通条(poker)，转运容器被引入屏蔽室内，在屏蔽室中转运容器被装入核材料。转运容器随 后有一部分被再次放入运输罐的壳体内。测量时，剂量率测量探头经由开孔引入，通条在抽 出之后已经被引入该开孔。因此，将该探头引入壳体能防止转运容器完全进入运输罐内，并能防止关闭运输罐的舱口。该装置提供剂量率测量，但是在没有对转运容器中材料的物理化学特性额外进行 假定的情况下，此物理量不能确定地与转运容器中材料的物理量相关联。此外，由于无法关 闭运输罐的舱口，且因此无法以密封方式将待测核材料与屏蔽室其他部分相隔离，测量受 到了阻碍。实际上，在这种情况下，不能完全将测量的剂量率认为是转运容器中容纳的材料 的剂量率。在该文献中公开了，为了避免运输罐内进行的测量受到由来自屏蔽室的背景噪 音所引起的误差的损害，在测量剂量率之前可对背景噪音进行测量，对背景噪音的测量也 通过经由穿有连接通条的开孔而引入的探头来执行。因此，该测量装置需要额外的测量步骤，这延长了获得核材料的可靠测量结果所 需的时间。此外，这需要进行假设，从而降低测量的精度与准确度。此外，由于无法关闭屏蔽室，因此导致在一定时间内降低了屏蔽室中容纳的核材 料与外部环境的隔离度。此外，采用连接通条的开孔作为探头通道，使设计较为复杂。实际上，其包括大量 零件，这些零件互相之间机械连接，这更增加了发生故障的风险。因此，本发明的一个目的是提供一种测量装置，其易于运输和使用且具有高使用 安全性，能对多个屏蔽室内容纳的核材料进行测量。本发明的另一个目的是，提供对屏蔽室内容纳的核材料物理量进行测量的装置， 其具有高的测量精度。

发明内容
采用如下的测量装置来实现上述目的，该测量装置包括装有待测核材料的运输 罐，所述运输罐与容纳待测核材料的室相抵接，所述装置包括覆盖运输罐的外壳，所述外壳 配备有中子探测传感器。所述装置可与屏蔽室相抵接并可从屏蔽室收回，以便能够对容纳 在不同屏蔽室内的核材料进行测量。术语“相抵接(以及收回)”指装置以密封方式临时组装和接合到屏蔽室上(以及 与屏蔽室拆分和断开)，以便将核材料装入所述屏蔽室或从所述屏蔽室中排出，同时保证对 人员提供免于受到辐射和污染的持续保护。此外，根据本发明的装置很容易拆卸，使其可运输到不同地点，对容纳在不同屏蔽 室内的核材料进行测量。可对运输罐内布置的核材料的物理量进行测量，测量期间运输罐的壳体与屏蔽室 隔1 °此外，该装置不需要转移核材料，其能够实现在核材料转移之前对其物理量进行 测量，这使得能够符合规章要求。优选地，该装置包括容纳在石墨支撑件内的中子发射模块，运输罐布置在石墨支 撑件上。本发明主要的主题在于用于测量容纳在屏蔽室中的核材料的物理量的装置，所述 装置可与所述屏蔽室相抵接，并可从屏蔽室收回，所述装置用于在与屏蔽室抵接的位置中 进行测量，所述装置包括支架、置于支架上的支撑件和用于存储待测核材料的转运容器的 屏蔽容器，所述屏蔽容器置于支撑件上，该屏蔽容器包括用于与屏蔽室的一个壁中的开口对准的、为容纳在屏蔽室中的核材料提供通路的开口，其中所述测量装置还包括覆盖所述 屏蔽容器的外壳和紧固至所述外壳的测量构件。有利地，支架、支撑件和屏蔽容器能被分离，以使所述装置在转移到另一个屏蔽室 和与所述另一个屏蔽室一起使用时易于拆卸和组装。有利地，支撑件包括容纳中子发射或电磁辐射模块的腔室。有利地，外壳和支撑件形成在五个面上包围屏蔽容器的箱，第六个开放面能与屏 蔽室相连通，所述箱对中子进行反射并将中子限制在其中。外壳例如包括两个侧壁，用于相对于屏蔽容器与屏蔽室相对布置的底部，以及顶 部，所述底部包括能使屏蔽容器与通条连接的开口。例如，两个测量构件可紧固在外壳外侧的每个侧壁上，以及两个测量构件紧固在 外壳外侧的顶部上。采用两个“测量构件”能获得比采用单个测量构件时高的测量效率。此 外，设置在外壳外部上的这些构件的布置正好与待测中子通量最强的位置相对应。这些测量构件均有一轴线，有利地，外壳每个壁上的两个测量构件布置成使得它 们的轴线相互平行，且有利地，两个不同壁上的测量构件的轴线相互垂直。这种布置具有这 样的优点能够获得将能从中提取关于转运容器中材料的位置信息的信号，从而使测量更 精确。有利地，成对测量构件定中心在发射模块的目标上，以提高测量效果。例如，测量构件包括多个探测器，例如4或7个。有利地，外壳和/或支撑件由石墨制成，石墨具有将中子通量热能化并反射该通 量的特性。如果需要，可以用阳极氧化铝板覆盖石墨，以提高机械强度，且便于净化。例如，石墨是UCAR型纯石墨，参考CS 49H。有利地，根据本发明的测量装置包括覆盖由支架、屏蔽容器和石墨外壳所形成的 组件的辐射防护装置，以将所述组件与外部环境隔离。从而，该防护装置允许操作者靠近测
量装置。例如，辐射防护装置包括两个侧壁、底部和顶部，防护装置的底部中形成有第一 开口，用于为电缆提供通路，进而用于控制发射模块和测量构件，所述第一开口由塞子封 堵，第二开口用于连接通条，所述第二开口由塞子封堵。有利地，设置在防护装置围绕组件布置到位时相对于组件引导辐射防护装置的构 件，以避免损坏组件。本发明的主题还在于组装根据本发明的测量装置的方法，包括以下步骤-将支架布置到位，-将支撑件在支架上布置到位，-将屏蔽容器在支撑件上布置到位，-将外壳布置到位，-将测量构件在外壳上布置到位。有利地，根据本发明的组装方法包括将发射模块布置到支撑件内的适当位置的步
马聚ο该组装方法还可以包括将生物防护装置布置到位的后续步骤。本发明的另一个主题在于用根据本发明的测量装置进行测量的方法，包括以下步骤-打开屏蔽容器，-打开屏蔽室内的通道门，-将转运容器与箱相抵接，-从转运容器中取出塞子，-将核材料布置到转运容器内的适当位置，-将塞子重新布置到转运容器上，-将转运容器重新布置到屏蔽容器内，-关闭屏蔽室内的通道门，-关闭屏蔽容器，-测量核材料物理量。有利地，该方法包括以数十赫兹的频率重复的“发射测量”循环，所述发射为中子 发射或电磁发射。


通过以下说明和附图可更好地理解本发明，附图中-图1为根据本发明的测量装置的纵剖视图，-图2为根据本发明的运输罐的纵剖视图，-图3A和IBB为运输罐的开启钥匙的正视图和侧视图，-图4为可用在测量装置中的中子发射模块的实例的透视图，-图5A至图5G为将根据本发明的测量装置布置到屏蔽室上的适当位置的不同步 骤的示意图，-图6为转运容器处于不同位置时的运输罐的纵剖视图，-图7为以隔离方式显示的根据本发明的外壳的透视示意图。
具体实施例方式图1显示根据本发明的用于测量核材料的测量装置，可以看到该测量装置与屏蔽 室2相抵接。根据本发明的测量装置用于对任何类型的物体进行辐射率测量，上述物体可以 是核材料，也可以是任何类型的物体，例如可容纳在屏蔽室内并需要排空的停用服务设备 (out of service equipment)。在排空停用服务设备之前，需对其辐射率进行测量，以检验 辐射率是否小于辐射物体运输时的规定阈值。如果辐射率符合标准，则所述设备可以进行 运输，例如在用于进行测量的运输罐中运输，上述运输罐将在下文描述。测量装置包括屏蔽容器4，该屏蔽容器用于容纳待测核材料并在该屏蔽容器中 进行测量；测量结构6，其围绕屏蔽容器4并包括将在下文进行描述的测量构件；以及移动 支架8，其使上述装置能与屏蔽容器2相抵接。屏蔽室2包括腔体10，其中储存有核材料(未显示)，并由形成屏蔽的壁12围绕。 壁12主要包括两个面都覆盖有铅皮的混凝土芯。此外，屏蔽室包括通向腔体10的通道14。 该通道由具有轴线为Yl的圆截面的圆柱形通路形成，且该通道包括密封封堵构件，该密封封堵构件在显示的实例中由旋转门式的门16形成，上述门可绕竖直X轴线旋转运动。图2和图6显示的屏蔽容器为已知类型，例如，在专利申请FRl 515 OM中公开。 屏蔽容器例如为核领域中广泛使用的“I^adirac”罐式屏蔽容器。屏蔽容器(也称为运输罐)由限定了具有Y轴线的圆柱形腔室20的主体18和移 动封堵装置22形成。主体18，例如，由内部和外部覆盖有钢壳的铅制成。封堵装置，例如，由可沿着与腔室20的Y轴线垂直的方向滑动的门形成。此外，腔室20内布置有转运容器对，转运容器M能够由塞子沈封堵。转运容器 M为圆柱形且容纳在筒形罐观内，筒形罐观容纳在圆柱形腔室20内。筒形罐观能沿Y 轴线位移，以便能取出转运容器。筒形罐观形成将转运容器M从运输罐内部转移到运输罐 外部的密封机构，该机构的位移通过置于运输罐外部的连接通条30 (poker)进行控制。因 此，转移机构形成额外的核材料防护装置。连接通条30为本领域的技术人员熟知的结构，因此不再详细说明。连接通条30包括用于钩在筒形罐28底部的一个端部，以通过通条沿Y轴线的位 移来使筒形罐沿Y轴线轴向移动。在图1中，连接通条30安装到位。例如，通过连接通条 30绕其轴线的转动来进行与筒形罐观的底部的连接。滑动门22安装在主体18内形成的轨道中。采用图3A和所示的开启钥匙36 来实现门22的滑动运动，上述开启钥匙的结构为本领域的技术人员熟知，因此不再详细说明。图3A和;3B中以隔离方式显示的开启钥匙36包括设有端口 40的板38，端口 40的 尺寸使得端口 40能允许转运容器对通过。开启钥匙36还包括用于保持门的构件41，构 件41相对于端口 40轴向移动。开启钥匙36安装在支架上，运输罐布置到位，以将运输罐 的门置于构件41上。在开启钥匙36垂直于Y轴线滑动的过程中，门22滑动且端口 40处 于与腔室20的自由端相对的位置。钥匙36还保证在屏蔽容器打开的过程中提供对辐射的 持续防护。设置一环，以操作开启钥匙36。腔室20的自由端用于与屏蔽室的通道14对准。为此，腔室的Y轴线与通道14的 Yl轴线对准，以形成连续管道。支撑运输罐的支架8包括水平架9，水平架9形成用于装置的移动支撑件，并使装 置能与屏蔽室2相抵接。有利地，设置轨道11，以引导支架，并使运输罐与屏蔽室的通道14 之间，特别是腔室的Y轴线与通道14的Yl轴线之间精确对准。有利地，水平架9的高度可调，以便于运输罐4与通道14之间的对准。在支架8上设置用于竖直移动开启钥匙36的构件42。有利地，这些构件为机动化 的。在支架上还设置用于引导开启钥匙36的竖直构件，例如，这些引导构件为两个竖 直V形滑道。移动开启钥匙36的构件包括，例如，由竖直驱动钥匙的横杆连接的两个竖直螺 杆。这些螺杆由电动机通过中间的角传动进行驱动。为电动机供电的电气箱可以安装在支架上，控制装置例如是可从生物防护装置外 部接触的便携控制箱式的控制装置。电气箱由来自嵌在相邻壁上的外壳的电缆供电。
此外，还设有超程止档(Over-Traval Stop)，以对开启钥匙36的移动进行限位。 低位阻挡发生在设置于支架上的机械止档上。有利地，钥匙的行程在稍低的位置终止，以避 免移动构件42的螺杆处于准永久负载下。如果发生故障，有利地，能手动操作移动构件，例如，通过使电动机轴的一个自由 端可接触来实现，曲柄可以紧固至上述自由端。支架8的移动可以是手动的或机动的。在手动移动的情况下，有利地，提供辅助移动构件，以便于操作支架。这些辅助构 件，例如，由与六角形结构配合的棘轮扳手43形成，上述六角形结构由置于支架的距离屏 蔽室最远侧上的轮子支承。棘轮扳手由操作人员进行操作。还可以设置对轮子的附着力进 行限制的构件，具体地，上述附着力由运输罐的重量而引起。棘轮扳手43在图1中以虚线示出，应明确理解的是，棘轮扳手43在将防护装置60 布置到位之前使用。在所示实例中，所述装置还包括用于运输罐的支撑件44，该支撑件例如由参与测 量的石墨制成的平行六面体而形成，如下文所述。支撑件44，例如，通过两个螺钉紧固在支架8上。根据本发明，石墨支撑件44包括容纳中子发射模块50(图1中未显示，仅在图4 中和图5G的测量装置中显示)的腔室48。腔室48为具有圆形截面的圆柱形，腔室48被定 向成使得其轴线与通道14的轴线平行。腔室48是非贯穿的，其开口在支撑件的与面向屏 蔽室的面相对的面中打开。在中子发射模块内，“中子基因(Neutrogenic) ”区50. 1实际为 尖形，术语“目标”表示该“中子基因”区。此外，中子“在所有方向上”发射。腔室48被定 向成使得目标50. 1定中心在容器M上以及探测单元上。采用石墨作为中子发射模块50的支撑件的材料，使得中子通量能够热能化，换句 话说，能够改变由上述模块发出的中子的能谱(中子例如以HMeV发射)，以使中子进入热 域。此外，石墨具有朝向转运容器反射中子通量的特性。例如，石墨是UCAR型纯石墨，参考CS 49H。可以通过阳极氧化铝制外壳保护石墨支撑件的可接触面，就如同容纳中子发射模 块的腔体那样。例如，上面配备有厚度为IOmm的阳极氧化铝板，以保证运输罐的重量分布。实际 上，该上面将支撑运输罐，特别是通过定位V形件。中子发射模块50包括高压电缆51形成的电气连接，高压电缆51直接穿过生物防 护装置中设置的开口，这将随后描述。电缆连接设置于测量装置之外的电源柜(未显示)。中子发射模块50还可以包括与外壳连接的短电缆，上述外壳紧固至石墨支撑件 的与屏蔽室相对的面，且外壳可迅速拆卸，以便拆卸根据本发明的装置。 为了进行测量，还能采用电磁辐射发射模块。在以下说明中，模块50将表示“发射 模块”。来自外壳的输出电缆，例如，在生物防护装置内延伸，直到电缆出口。在支撑件44上设置保持运输罐的V形部件52，该V形部件的轴线被定向成使得其 被包含在包含了通道14的Yl轴线的竖直平面中。
根据本发明，测量装置还包括围绕运输罐的测量外壳53，中子探测单元紧固在该 测量外壳上。在所示实例中，外壳53包括两个侧壁(如图7所示)、与Y轴线垂直的底部56和石 墨制成的顶部58。壁M、56、58以机械方式(例如，通过螺钉)组装。有利地，外壳包括用 于最大限度减少放射性泄漏的装置，这些装置设置在两个壁之间的连接处的水平高度处。在一个特定实例中，测量装置包括紧固至侧壁外侧和顶部上的六个中子探测单元 59。侧壁M和顶部58的外侧面设有用于探测单元的紧固系统。有利地，每个面上紧 固有两个探测单元。“测量构件”各自均包括一轴线。在同一个壁上，测量构件的轴线相互 平行。有利地，布置在不同壁上的探测构件被布置成使它们的轴线相互垂直。这种布置使得能获得这样的信号从这些信号中可提取关于转运容器M中的材 料所处位置的信息，从而使测量更精确。有利地，成对的探测单元59定中心在中子发射模块的目标50. 1上，如上所述。在外壳53上部分中可以设置一环，从而无需拆卸即可竖直地操作外壳。确定抓握 点的位置时，应注意避免在操作过程中发生任何转动。在外壳53的底部56中，开口 57使通条55的延长段能连接在运输罐上。形成外壳的石墨可以与形成支撑件的石墨相同。对于具体针对其他物理量的其他测量方法的实施方式，支撑件44可由，例如，聚 乙烯、铅、硼等制成。作为实例，外壳53的厚度可以为100mm，外壳的每个面均覆盖有阳极氧化铝板。通过一种特别有利方式，支撑件44与外壳53配合，以形成平行立面体形的箱，该 箱的五个侧面封闭，第六个侧面开启且与屏蔽外壳的壁相抵接。因此，用于容纳待测材料的 转运容器完全被石墨包围。如上所述，石墨具有反射中子通量的特性，通量因此返回到转运 容器，即，返回到上述材料，这能够提高测量效果。此外，上述箱提高了中子的限制效果。在所示实例中，支撑件44的上部分中包括架子44. 1，该架子44. 1相对于容纳中子 发射模块50的支撑件的部分朝向后部延伸出，这使得能够限制装置的尺寸。有利地，架子44. 1包括容纳外壳53的底部56下端的凹槽44. 2，上述凹槽44. 2相 对于上述侧壁延伸出，这加强了对中子的限制。探测单元的主体由例如覆盖有镉板的聚乙烯制成。这些探测单元配备有，例如，四个或七个探测器，与此同时这些探测单元的外部尺 寸相同。作为实例，探测单元的外部尺寸为长780mm，宽200mm，厚70mm，质量为10kg。每个探测单元均具有与柜体连接的连接电缆，该电缆经过设置在防护装置60中 的槽口 60. 1。电缆的布线避免它们在生物防护装置移动的过程中受到损坏。中子发射模块是特别有利的，因为其使得能够提高测量效果，但包括探测单元而 没有这种模块的测量装置没有超出本发明的范围。在一个实施例中，额外地，用辐射防护装置60覆盖上述组件，辐射防护装置60也 称为生物防护装置。该防护装置例如由含10%硼的聚乙烯制成。
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防护装置60将覆盖运输罐的外壳整体覆盖，运输罐布置于紧固至支架8的支撑件 44上。此外，当装置处于测量位置中时，防护装置60抵靠在围绕通道14的屏蔽外壳的壁 上。防护装置60包括以机械方式组装的两个侧壁60. 2、顶部60. 4和底部60. 6，以形
成整体式组件。有利地，不同部分设置有用于限制放射性泄漏的装置，这些装置设置在外壳 两个壁之间的连接处的水平高度处。有利地，防护装置60安装在与轨道(未显示)配合的轮子上，以使组合精确、简防护装置布置到位时，这些轨道能避免设备的损坏，如探测单元或通条延长段的 损坏。与外壳53类似，防护装置60可以通过与位于轮子的水平高度处的适应结构配合 的棘轮扳手61而进行移动。防护装置60与屏蔽室2之间可以设置超程探测装置，以发送防护装置60到位的 信号。有利地，探测器与用于控制中子发射模块50的系统连接，以便在探测到防护装置60 位置改变时使模块50紧急停止。还设置有将防护装置60固定到屏蔽室2的壁上的构件，以避免任何不合时宜的移 动，例如，由销引起的移动。如上所述，防护装置60的底部60. 6的下部分中还设有舱口 63，该舱口能实现中子 发射模块50的高压电缆51的连接。开口 63可使用额外的防护部件64封堵，该防护部件64能使来自发射模块的电缆 通过。部件64是一个塞子，在所示实例中，该部件64分为两个部分，这能简化生产步骤。塞子64由第一部分64A和第二部分64B构成，第一部分64A包括基本与地面平行 的轴线钻孔，该轴线钻孔为高压电缆51提供了通路，第一部分64A可定位在开口 63中而不 需使用任何固定装置，第二部分64B包括四分之一圆形状的钻孔，该四分之一圆形状的钻 孔的上端延伸并与钻孔64A相连通，该四分之一圆形状的钻孔的下端基本与地面垂直，所 述钻孔为高压电缆51提供了通路。半塞子64B通过螺钉紧固在防护装置60上。防护装置60的顶部60. 4设置在屏蔽室2的侧面上，屏蔽室2具有为互补钥匙提 供通路的槽口 68。上述侧面上的切口还为用于手动控制开启钥匙的轴提供通路。防护装置60可通过使操作者与中子发射模块产生的辐射以及运输罐4内容纳的 核材料产生的辐射相隔离，来使操作者保持一直靠近测量装置。防护装置60的底部还包括用于为通条提供通路的开口 62，该开口 62与外壳53和 运输罐2的底部中的那些开口对准。作为实例，防护装置60的壁厚度大约为200mm。还设置有用于电子设备的柜(未显示)，其包括-中子发射模块的控制模块，-中子探测放大器，-测量管理计算机。还可设置用于控制将辐射防护装置60放置到位的装置，该装置包括用于通向测量装置的通道的开口的多个探测器。有利地，还可设置用于以明确方式对中子发射模块50的操作发出警报的构件，例 如，这些构件由旋转警报灯形成。现在将对上述组件和将根据本发明的测量装置放置到靠近屏蔽室的适当位置 (以对其中容纳的核材料进行测量)的过程进行说明，并参考图5A至图5G。首先，轨道11沿与屏蔽室2的壁垂直的方向放置到位，以保证运输罐4与通道14 对准。随后，通过升起和移动起吊装置(桥式起吊装置)，将支架8放置到轨道上的适当 位置。随后，开启钥匙36再次借助起吊装置(图5B)而安装在支架8上的移动构件的水 平高度处。随后，将石墨支撑件布置在支架8上，可在此步骤之前使支架8与屏蔽室更靠近 (图 5C)。在随后的步骤中，将V形支撑件放置在石墨支撑件44上，随后将运输罐4布置在 V形支撑件上(图5D)。移开钥匙的抓握环，将与生物防护装置60的特性与厚度相同的生物防护部件放 置到位，以封堵该生物防护装置的上面的切口。外壳53随后也借助起吊装置而放置到围绕运输罐4的适当位置(图5E)。如果需要，可以在将外壳53放置到位之前，在屏蔽室2的方向上布置支架8。探测单元59安装在外壳53上，且发射模块50布置在支撑件44内其本身的腔室 48内。一个相似的实施方式是，外壳53的底部56包括用于通条30的开口，在组装通条 延长段之后，用塞子将上述开口封堵。在随后的步骤中，由此形成的组件全部向前并抵接屏蔽室2，从而达到其操作位 置，从而使运输罐4处于屏蔽室的通道14前方。支架8通过棘轮扳手43进行移动。支架 8的位置随后锁定在与屏蔽室2相抵接的位置(图5F)。图5G显示了处于与屏蔽室2相抵接的位置的辐射防护装置60，防护装置60已通 过棘轮扳手61移动。防护装置60随后紧固在屏蔽室2的壁上，例如通过销。当防护装置60布置到位时，发射模块的供电电缆穿过防护装置60底部中的开口， 开口由塞子绕着电缆被封堵。此外，通条的延长段穿过防护装置60的底部，通条30随后与该延长段连接。测量装置已经准备就绪以进行操作，现在将对根据本发明的装置的不同操作步骤 进行说明。转运容器M的转移以如下方式进行将通条30与运输罐4连接，更具体地，与筒形罐观的底部连接。安装互补钥匙，以通过滑动门22来打开运输罐4。屏蔽室2的旋转门16枢转，以使通路畅通。随后将转运容器M引入屏蔽室2内。移除转运容器M的塞子，并将核材料放入转运容器M内。
随后，以相反顺序执行上述操作步骤，可将转运容器M重新放回运输罐4内。使旋转门16枢动，并放低互补钥匙，以关闭运输罐4的门。随后可进行测量。只有在被动测量的情况下才可以使用测量单元59 ；或者在主动测量的情况下，可 以在测量之前使用中子发射模块，以对核材料进行测试。在主动测量的情况下，“发射测量” 循环以大约数十赫兹的频率重复，而发射为中子发射或电磁发射。该类型的测量一部分属于本领域的技术人员所了解的一般知识，并具体地 在文献“核材料的活性非破坏性试验(Active nondestructive assay of nuclear materials) ,NUREG/CR-0602SAI-MLM-2585 January 1981”以及“工程技术 CTechniques de ring6nieur) ”的第2部分BN 3406中的“燃料周期中的非破坏性核测量(non destructive nuclear measurement in the fuel cycle) ” 中公开。测量结束时，通过与组装步骤相反的顺序将测量装置拆卸。测量后，可用运输罐将核材料排放到另一个区域。根据本发明的所述装置是模块化的，其组装和拆卸非常简单，且可以由不具备除 操作之外的其他特定技术的人员在无需使用构件的情况下就可完成。此外，以独立部件的 形式，使得本装置能非常容易运输到不同的存储地点，以便由例如国际核材料监督机构进 行控制测量。本装置可以在同一地点的多个屏蔽室之间共享，从而避免不得不为每个屏蔽 室都配备测量装置。
权利要求
1.一种用于测量容纳在屏蔽室O)中的核材料的物理量的可移动装置，所述装置能够 与所述屏蔽室(2)相抵接，并能够从所述屏蔽室(2)收回，所述装置用于在与所述屏蔽室 ⑵相抵接的位置中进行测量，所述装置包括支架(8)、布置在支架⑶上的支撑件G4)和 包含用于存储待测核材料的转运容器04)的屏蔽容器G)，所述屏蔽容器(4)布置在所述 支撑件G4)上，所述屏蔽容器(4)包括用于与所述屏蔽室O)的一个壁中的开口(14)对 准的、为所述屏蔽室O)中容纳的核材料提供通路的开口，其中所述测量装置还包括覆盖 所述屏蔽容器的外壳(53)和紧固至所述外壳的测量构件(59)。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述支架(8)、所述支撑件04)和所 述屏蔽容器(4)能够被分离，以使得所述装置能够容易拆卸和组装，以允许所述测量装置 转移至另一个屏蔽室，进而允许所述测量装置与所述另一个屏蔽室一起使用。
3.根据权利要求1或2所述的测量装置，其中，所述支撑件04)包括容纳中子发射或 电磁辐射模块(50)的腔室(48)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述外壳(5 和所述支撑件04) 形成在五个面上包围所述屏蔽容器的箱，第六个面打开且使得能够与所述屏蔽室(2) 连通。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述外壳(53)包括两个侧壁(54)、 顶部(58)以及用于相对于所述屏蔽容器(4)与所述屏蔽室(2)相对布置的底部(56)，所述 底部(56)包括能使所述屏蔽容器(4)与一通条(30)连接的开口。
6.根据前一个权利要求所述的测量装置，其中，在所述外壳(5 外侧上的每个侧壁 (54)上均紧固两个测量构件(59)，且在所述外壳(5 外侧上的顶部(58)上紧固两个测量 构件(59)。
7.根据前一个权利要求所述的测量装置，其中，每个测量构件(59)均具有一轴线，外 壳的每个壁(M，58)上的两个测量构件(59)的轴线相互平行，并且两个不同壁上的所述测 量构件的轴线相互垂直。
8.根据权利要求6或7所述的测量装置，其中，成对的测量构件(59)定中心在所述发 射模块(50)的目标上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的测量装置，其中，所述测量构件(59)包括多个 探测器，例如四个或七个。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述外壳(53)和/或所述支撑件 (44)由石墨制成。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述石墨是UCAR型纯石墨，参考CS49H。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其中，所述石墨覆盖有阳极氧化铝板。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的测量装置，包括覆盖由所述支架(8)、所述屏 蔽容器(4)和所述石墨外壳(53)形成的组件的辐射防护装置(60)，以将所述组件与外部环境隔离。
14.根据结合权利要求3的权利要求13所述的装置，其中，所述辐射防护装置(60)包 括两个侧壁(60. 2)、底部(60. 6)和顶部(60. 4)，所述辐射防护装置(60)的底部(60. 6) 中形成有第一开口(63)，以便为用于所述发射模块(50)和测量构件(59)的供电和控制的 电缆(51)提供通路，所述第一开口(63)由塞子封堵，并且一第二开口(62)用于所述通条(30)的连接，所述第二开口(62)由塞子封堵。
15.根据权利要求13或14所述的测量装置，包括在所述辐射防护装置(60)围绕所述 组件放置到位时相对于所述组件引导所述辐射防护装置(60)的构件。
16.一种组装根据上述权利要求中任一项所述的测量装置的方法，包括以下步骤 -将所述支架(8)布置到位，-将所述支撑件G4)在所述支架(8)上布置到位， -将所述屏蔽容器(4)在所述支撑件G4)上布置到位， -将所述外壳(5 布置到位， -将所述测量构件(59)在所述外壳上布置到位。
17.根据前述权利要求所述的组装根据权利要求3所述的装置的方法，包括将所述发 射模块(50)在所述支撑件04)内布置到位的步骤。
18.根据权利要求16或17所述的测量方法，包括将所述生物防护装置(60)布置到位 的后续步骤。
19.一种使用根据权利要求1至15中任一项所述的装置的测量方法，包括以下步骤 -打开所述屏蔽容器(4)，-打开所述屏蔽室O)内的通道门(16)， -使所述转运容器04)与所述屏蔽室(2)相抵接， -从所述转运容器04)中取出所述塞子， -将核材料布置到所述转运容器04)内， -将所述塞子重新布置在所述转运容器04)上， -将所述转运容器04)重新置于所述屏蔽容器内， -关闭所述屏蔽室内的通道门(16)， -关闭所述屏蔽容器G)， -测量所述核材料的物理量。
20.根据前一个权利要求所述的使用根据权利要求3所述的测量装置的测量方法，包 括以数十赫兹的频率重复的“发射测量”循环。
全文摘要
本发明提供了一种用于测量容纳在屏蔽室(2)中的核材料的物理量的可移动装置，该装置可与所述屏蔽室(2)相抵接，并可从屏蔽室(2)收回，所述装置用于在与屏蔽室(2)相抵靠的位置进行测量，该装置包括支架(8)、置于支架(8)上的支撑件和置于支撑件上的屏蔽容器(4)。屏蔽容器(4)包含用于存储待测核材料的转运容器(24)，屏蔽容器(4)具有用于与屏蔽室(2)一个壁中的开口(14)对准的开口。支撑件(44)由石墨制成，且包括容纳中子发射模块(50)的腔室(48)，外壳(53)覆盖屏蔽容器(4)，所述外壳(53)由石墨制成，中子测量构件(59)紧固在该外壳上。
文档编号G01T7/00GK102089674SQ200980126749
公开日2011年6月8日 申请日期2009年7月10日 优先权日2008年7月10日
发明者尼古拉斯·于蓬, 尼古拉斯·索雷尔, 菲利普·伯纳德, 让-弗朗索瓦·曼特, 让-皮埃尔·库隆 申请人:法国原子能及替代能源委员会