[發明專利]一種可燃物氚、碳-14樣品制取系統

有效

• 申請號: 201510040046.0
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104634630B
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 郭俊鵬
• 申請（專利權）人: 郭俊鵬
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 鄧文武

本發明公開了一種可燃物氚、碳?14樣品制取系統，包括反應工作管、氧化燃燒爐和吸收裝置，所述反應工作管包括管體、第一入氣孔、第二入氣孔、出氣孔；氧化燃燒爐包括第一溫控器、第二溫控器、第三溫控器、電熱絲、保溫材料板和加溫區，加溫區分隔為催化反應區、樣品堆放區和樣品回收區；所各溫控器分別調控催化反應區、樣品堆放區、樣品回收區的區間溫度；出氣孔連接吸收裝置，氧氣和氮氣分別由第一入氣孔、第二入氣孔導入管體中，第一入氣孔和第二入氣孔分別位于管體兩側。本發明結構簡單，易于制造，令催化反應時可燃物樣品氧化更加充分，大幅提升了可燃物氚、碳?14的樣品吸收率，滿足現代工業的樣品測量需求。

技術領域

本發明屬于放射性檢測領域，具體來說涉及一種可燃物氚、碳-14樣品制取系統。

背景技術

在核燃料后處理加工過程中，剪切和燃料解散階段會釋放出碳-14和氚。這些核素很容易被農作物吸收，所以需要監測環境材料中以及運往存儲的退役材料或低放廢料的這些核素。現有技術采用氧化燃燒反應，對一些含氚的混凝土、鋼材或石墨，提取碳-14和氚進行分析。這種現有技術的可燃物氚、碳-14樣品制取裝置采用催化區和樣品堆放區的兩溫區設計結構。在實際使用中常常會因為樣品氧化不充分導致工作管兩端出現吸附和殘留，導致樣品回收效率低。另外，還存在反應時間長，收集瓶外部低溫環境不穩定導致吸收率下降；工作管管徑小，單次裝樣量少，單次制得的樣品難以滿足實際測量需求等一系列的技術問題。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種可燃物氚、碳-14樣品制取系統。

本發明的具體技術方案如下：

一種可燃物氚、碳-14樣品制取系統，該可燃物氚、碳-14樣品制取系統為開合式或閉合式結構，包括用于可燃物樣品進行氧化反應的反應工作管、用于對反應工作管提供加熱的氧化燃燒爐和用于對可燃物氧化反應所產生氣體進行回收取樣的吸收裝置，所述反應工作管包括管體以及設于管體上的第一入氣孔、第二入氣孔、出氣孔；所述氧化燃燒爐包括第一溫控器、第二溫控器、第三溫控器、電熱絲、保溫材料板和加溫區，所述保溫材料板將加溫區分隔為催化反應區、樣品堆放區、樣品回收區，所述樣品堆放區位于所述樣品回收區與催化反應區之間；所述第一溫控器、第二溫控器、第三溫控器分別通過電熱絲控制所述催化反應區、樣品堆放區、樣品回收區的區間溫度；所述管體穿過所述催化反應區、樣品堆放區和樣品回收區，所述出氣孔連接吸收裝置，氧氣由所述第一入氣孔導入管體中，氮氣由所述第二入氣孔導入管體中，所述第一入氣孔靠近樣品回收區一側，所述第二入氣孔靠近催化反應區一側。

通過采用這種方式：利用三個獨立的溫控器分別控制加溫區各個區間的溫度，氧氣和氮氣分別從第一入氣孔和第二入氣孔導入反應工作管的管體中，使樣品在催化反應區進行催化氧化，同時、部分未充分氧化的樣品在樣品回收區進行氧化回收，故催化反應時可燃物樣品氧化更加充分，由此提高了氚、碳-14的樣品吸收效率。

優選的技術方案是：上述可燃物氚、碳-14樣品制取系統中：所述吸收裝置包括收集瓶、低溫冷阱、循環水箱，所述收集瓶為直徑不小于15毫米的大口徑收集瓶。所述出氣孔連接收集瓶，所述收集瓶安裝于低溫冷阱上，低溫冷阱對收集瓶外部制冷。所述低溫冷阱包括殼體和冷卻液導管，所述殼體是中空的，殼體上設有至少一個的呈井型結構的內襯槽，所述收集瓶安裝于內襯槽中，所述冷卻液導管位于殼體內、環繞于內襯槽外側，所述冷卻液導管兩端分別連接冷卻液導入管和冷卻液導出管，所述冷卻液導入管、冷卻液導出管穿出殼體表面且分別連接在循環水箱上，冷卻液由循環水箱驅動、從循環水箱中經冷卻液導入管流入冷卻液導管中，并由冷卻液導管中經冷卻液導出管循環回流至循環水箱內。

通過采用這種方式：令冷卻液導管中的冷卻液始終保持循環流動狀態，使得收集瓶外部能夠保持一個穩定的低溫環境，進一步提高了氚、碳-14的樣品吸收效率。

所述反應工作管選用石英材質反應管，其管徑大于/等于40毫米。