[實用新型]一種鈉燃燒實驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921087791.0
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN210571668U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 杜海鷗;周培德;段憶翔;樸君;申鳳陽;謝淳;王榮東;王國芝;石文濤;韓新梅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國原子能科學(xué)研究院
• 主分類號: G01N1/44
• 分類號: G01N1/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本公開屬于反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小量鈉燃燒實驗裝置。該裝置包括：鈉燃燒反應(yīng)器、點火器；其中點火器為鈉燃燒反應(yīng)器點火；其中鈉燃燒反應(yīng)器為筒狀結(jié)構(gòu)，在筒內(nèi)底部設(shè)置有圓柱形凹槽，在圓柱形凹槽底部設(shè)置有錐形凹槽；鈉燃燒反應(yīng)器筒外底部設(shè)置有加熱裝置和熱電偶；在鈉燃燒反應(yīng)器筒體上方為石英窗口。從而提供了一種小量的鈉燃燒實驗裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開屬于反應(yīng)堆技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種小量鈉燃燒實驗裝置。

背景技術(shù)

鈉氣溶膠探測技術(shù)研究中，需進行真實鈉氣溶膠環(huán)境下的探測器響應(yīng)實驗。獲取鈉氣溶膠的常用方式包括鈉燃燒、鈉水反應(yīng)等。根據(jù)以往實驗經(jīng)驗，在空氣氣氛下點燃金屬鈉需加熱至200℃以上，甚至更高溫度，鈉在空氣中的反應(yīng)不易控制，溫度較低時會在鈉表面生成氧化物膜，阻止進一步反應(yīng)，若想獲取鈉持續(xù)性燃燒的狀態(tài)還要對正在燃燒的不斷進行攪拌，操作難度大，且產(chǎn)生的鈉氣溶膠濃度很高，不適用于少量、較為穩(wěn)定的鈉氣溶膠的獲取，即不適用于早期微量鈉氣溶膠探測技術(shù)研究。鈉水反應(yīng)極其劇烈，容易產(chǎn)生爆炸，存在很大的安全隱患。

實用新型內(nèi)容

(一)實用新型的目的

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本公開提供了一種小量的鈉燃燒實驗裝置。

(二)技術(shù)方案

一種鈉燃燒實驗裝置，其特征在于，該裝置包括：鈉燃燒反應(yīng)器、點火器；其中點火器為鈉燃燒反應(yīng)器點火；

其中鈉燃燒反應(yīng)器為筒狀結(jié)構(gòu)，在筒內(nèi)底部設(shè)置有圓柱形凹槽，在圓柱形凹槽底部設(shè)置有錐形凹槽；鈉燃燒反應(yīng)器筒外底部設(shè)置有加熱裝置和熱電偶；在鈉燃燒反應(yīng)器筒體上方為石英窗口。

鈉燃燒反應(yīng)器上設(shè)置有采樣管，連接鈉氣溶膠探測器。

鈉燃燒反應(yīng)器底設(shè)有空氣入口及氣流擋板。

點火器為高能脈沖激光點火系統(tǒng)。

高能脈沖激光點火系統(tǒng)的激光光路通過反射鏡從石英窗口進入鈉燃燒反應(yīng)器。

高能脈沖激光點火系統(tǒng)的激光波長1064nm，激光頻率10Hz，激光脈沖能量約為150毫焦，脈沖寬度約為10ns。

反射鏡數(shù)量為3。

(三)有益效果

通過本公開提出的鈉燃燒實驗裝置，先將金屬鈉預(yù)熱到120℃左右，在此溫度下鈉融化為液態(tài)，但是尚未開始燃燒。然后通過激光點火器刻蝕液態(tài)鈉表面，由于激光點火器作用面積小、能量集中，可快速氧化表面的極少量的金屬鈉，產(chǎn)生鈉的氧化物，即生成鈉氣溶膠。由于激光點火器作用面積小，每次產(chǎn)生的鈉氣溶膠量極其有限，因此可以獲取極低濃度(幾十ppb濃度級)的鈉氣溶膠，可用于極早期鈉泄漏探測技術(shù)的研究。該裝置所需具用鈉量少，操作過程簡單、安全，反應(yīng)過程在密閉空間內(nèi)進行，不會直接接觸到金屬鈉和反應(yīng)產(chǎn)物，且反應(yīng)過程相對可控，不會出現(xiàn)鈉不可控自主燃燒的情況，避免了大濃度氣溶膠的生成。

附圖說明

圖1是鈉燃燒實驗裝置示意圖；

圖2是鈉燃燒反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是鈉燃燒反應(yīng)器剖視圖；

圖4是獲取極低濃度鈉氣溶膠的流程圖；

圖5是鈉氣溶膠濃度-時間變化曲線圖；

其中1鈉氣溶膠探測器；2采樣管；3鈉燃燒反應(yīng)器；4反射鏡；5點火器；6金屬鈉；7氣流擋板；8空氣入口；9加熱裝置；10熱電偶；

具體實施方式

為了更加清楚的說明本公開的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實施方式進行詳細(xì)介紹：