[發明專利]一種輻照后顆粒自動分選裝置

有效

• 申請號: 201510219939.1
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN104841640B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 劉馬林;趙宏生;邵友林;唐春和;劉兵
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B07C5/00
• 分類號: B07C5/00;B07C5/02;B07C5/36
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

技術領域

本發明涉及核技術領域，尤其涉及一種輻照后顆粒自動分選裝置，更具體地涉及一種帶有對輻照后核燃料包覆顆粒進行自動吸取和非接觸式的自動檢測功能的自動分選裝置。

背景技術

球形燃料元件是高溫氣冷堆核電站的固有安全性的重要保障，其所使用的TRISO(英文名稱：Tri-structural iso-tropic，英文縮寫：TRISO)型包覆燃料顆粒是正常運行乃至事故狀態下阻擋裂變產物對外釋放的首道屏障。我國球床式高溫氣冷堆所使用的球形燃料元件，結構為球形的陶瓷包覆顆粒彌散在燃料區的石墨基體中，由球形核燃料二氧化鈾(分子式：UO₂)核芯、疏松熱解碳層、內致密熱解炭層、碳化硅層和外致密熱解炭層組成。

輻照后的包覆燃料顆粒檢測的一項重要內容就是判斷每一個包覆顆粒有沒有發生破損現象，可以通過檢測其中某些裂變核素的伽馬譜值來實現。由于輻照后包覆燃料顆粒具有較強的放射性，需要放在熱室內操作，人員無法靠近，同時由于輻照后包覆燃料顆粒直徑較小，一般為0.8-1mm，因此需要專門的拾取設備，另外每次測試量必須很大才能滿足破損率測試要求，因此需要設計一套顆粒自動獲取，自動檢測，自動分選的全自動化裝置。

但目前，國內在這方面的裝置研究還屬于空白。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種輻照后顆粒自動分選裝置，可實現無人值守時包覆燃料顆粒的自動抓取、自動檢測、自動分類以及自動放置，使其適用于高放射性輻照后的包覆燃料顆粒的破損檢測分析。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種輻照后顆粒自動分選裝置，包括底座，以及設置于所述底座上的顆粒拾取裝置、顆粒收集裝置和顆粒測量裝置；

所述顆粒收集裝置包括用于存放待測樣品的樣品瓶和用于分類存放檢測后樣品的放樣瓶，所述樣品瓶和放樣瓶設置于所述底座上；所述測量裝置包括用于屏蔽干擾的屏蔽腔和用于檢測待測樣品的測量儀器，所述屏蔽腔固定于所述底座上，所述測量儀器正對于所述屏蔽腔設置；所述顆粒拾取裝置包括真空吸筆和真空泵，所述真空吸筆設有通孔，所述通孔的一端為抽氣口，另一端為吸口，所述真空吸筆可移動的設于所述底座上，所述真空吸筆豎直設置，且所述吸口向下；所述真空泵與所述抽氣口通過管道連接，所述真空泵通過所述抽氣口對真空吸筆內部的空氣進行抽取，控制所述吸口對所述待測樣品的吸取；

還設有控制裝置，所述控制裝置對所述測量儀器和真空泵進行控制。

進一步的，還包括圓盤，所述圓盤可繞其中心旋轉的固定于所述底座上，所述圓盤通過轉動軸控制旋轉，所述圓盤的中心設有樣品槽，所述圓盤的邊緣沿周向設有若干放樣槽，所述樣品槽內插有所述樣品瓶，每個所述放樣槽內分別插有所述放樣瓶。

進一步的，前述真空吸筆通過移動裝置固定于所述底座上，所述移動裝置包括固定于底座上的水平移動軸和固定于所述水平移動軸上的豎直移動軸，所述真空吸筆固定于所述豎直移動軸上，所述水平移動軸帶動所述真空吸筆在所述圓盤和所述屏蔽腔之間運動，所述豎直移動軸帶動所述真空吸筆沿豎直方向運動。

進一步的，前述水平移動軸和豎直移動軸均采用光軸導向軸和絲杠傳動軸的雙軸模式，所述水平移動軸、豎直移動軸和旋轉軸均采用齒輪機械傳動。

進一步的，前述水平移動軸、豎直移動軸和轉動軸的主齒輪分別由伺服電機控制，各個所述伺服電機分別通過限位條和肘夾設置于該軸的一端。

進一步的，前述真空吸筆的吸口上設有彈性空心筆頭，所述真空吸筆的抽氣口的外緣設有固定凸起，所述真空吸筆的頸部設有定位環，所述真空吸筆的外壁上套設有彈簧，所述彈簧固定于所述固定凸起和定位環之間。

優選的，前述彈性空心筆頭為軟橡膠材料。

優選的，前述屏蔽腔為三面屏蔽結構，其開口處于所述測量儀器相對。

優選的，前述測量儀器為非接觸式光譜儀。

進一步的，各個前述伺服電機通過所述控制裝置進行控制。

(三)有益效果

本發明的上述技術方案具有以下有益效果：

本發明提供的輻照后顆粒自動分選裝置，可以自動拾取顆粒、自動檢測、自動分類，能實現強放射性條件的無人值守的全自動操作。