[發明專利]廢物桶中放射性廢物水泥固化體裂縫檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 201510024105.5
• 申請日: 2015-01-16
• 公開（公告）號: CN104569006B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 楊劍波;庹先國;王洪輝;成毅;王磊;劉明哲;王琦標
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種放射性廢物水泥固化體檢測系統，尤其涉及一種廢物桶中放射性廢物水泥固化體裂縫檢測裝置和方法。

背景技術

放射性廢物水泥固化是以水泥作為主要的無機凝膠材料，摻入火山灰活性的混合材、改善拌合漿體與水泥石某些性能的外加劑和纖維，加入水，按一定配比與廢物混合，利用水泥與混合材的水硬性，使拌合漿體在一定養護期后形成具有一定強度和耐久性的固化體。因其具有處理工藝簡單、無需高溫、固化產物穩定性好、成本低等特點被廣泛運用于核電站和其他核設施中的放射性廢物處理。但是在制備過程中，廢液、水泥和添加劑的配比不當或是攪拌不均勻會使固化體形成多個孔隙和裂縫，從而造成核素浸出率升高、抗壓強度降低等不利影響，使得固化體不能滿足固化要求。

目前，固化體檢驗主要采用傳統的化學分析手段，通過取樣、制樣、化驗等多環節獲取固化體的浸出性、抗壓強度等各項指標。但是，這種傳統的方式需要較長的時間，不能及時地反饋固化體信息；而且固化體以固態的形式封裝在混泥土桶或鋼桶內，需要復雜的取樣、制樣工藝環節。

發明內容

本發明的目的就在于提供一種解決上述問題，通過孔隙度和裂縫推斷固化體是否滿足固化要求，從而對廢液、水泥和添加劑的配比和攪拌速率進行反饋調節。能夠對固化體實時檢測，解決了不能及時反饋固化體信息和取樣、制樣工藝環節復雜的問題的廢物桶中放射性廢物水泥固化體裂縫檢測裝置和方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是這樣的：一種廢物桶中放射性廢物水泥固化體裂縫檢測裝置，其特征在于：

包括傳送帶，用于傳送廢物桶；

安裝在傳送帶一側的伽馬射線發生裝置，用于產生伽馬射線；

安裝在傳送帶另一側，位于伽馬射線發生裝置對面的伽馬射線探測器系統，用于探測由伽馬射線發生裝置產生、經廢物桶中固化體衰減后的伽馬射線，并將其轉化為脈沖信號矩陣；

設置在傳送帶兩側的固定裝置，用于固定伽馬射線發生裝置和伽馬射線探測器系統，能調節二者高度和與傳送帶的距離；

與伽馬射線探測器系統的輸出端相連的分析處理系統，用于獲取脈沖信號矩陣，處理后建立廢物桶掃描測量的二維灰度圖像，并將其與合格的放射性廢物水泥固化體的圖像信息對比，判斷被測廢物桶中放射性廢物水泥固化體是否合格；

與分析處理系統的輸出端相連的反饋控制系統，所述反饋控制系統連接放射性廢物水泥固化體的配比裝置和攪拌控制器，根據分析處理系統的信息，控制配比裝置中廢液、水泥和添加劑的配比、以及攪拌控制器的攪拌速率。

本發明中，傳送帶傳送待檢測的廢物桶，伽馬射線發生裝置產生伽馬射線，經過廢物桶中固化體衰減后，被伽馬射線探測器系統探測到，并轉化為脈沖信號矩陣，經分析處理系統進行處理后，判斷被測廢物桶中放射性廢物水泥固化體是否合格；若不合格，則通過反饋控制系統控制配比裝置中廢液、水泥和添加劑的配比、以及攪拌控制器的攪拌速率，合格則不做任何操作。本發明可以檢測放射性廢物水泥固化體在制備過程中，廢液、水泥和添加劑的配比不當或是攪拌不均勻造成的孔隙和裂縫，從而及時調整攪拌速率、以及廢液、水泥和添加劑的配比，避免了傳統方式中，通過取樣、制樣、化驗等多環節獲取固化體的浸出性、抗壓強度等各項指標，從而導致檢測時間過長，不能及時地反饋固化體信息，且取樣、制樣工藝環節復雜的問題。本發明中，固定裝置包括固定支架和固定螺母，能調節二者高度和與傳送帶的距離。

作為優選：所述伽馬射線發生裝置包括伽馬射線標準源、生物屏蔽殼和源準直器，所述伽馬射線標準源為10mCi?⁶⁰Co同位素標準體源，用于產生1.17MeV和1.33MeV能量的伽馬射線；所述源準直器材料為鉛，用于使伽馬射線從扇形窄縫中射出，所述生物屏蔽殼包裹在伽馬射線標準源外壁，材料為鉛。

生物屏蔽殼材料為鉛的目的是用于輻射防護，防止人和其他生物體受到過量照射。

作為優選：所述伽馬射線探測器系統包括伽馬射線探測器和固定在其上的探測器準直器，所述伽馬射線探測器為長度與廢物桶高度相同的線陣CMOS伽馬射線探測器，所述探測器準直器材料為鉛。