[發(fā)明專利]用于液態(tài)流出物中低水平放射性核素連續(xù)測量的GAGG閃爍晶體顆粒、制作工藝及裝置

在審

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• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113173594A
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 李群;夏斌元;熊忠華;任忠國;許清華;褚勝男
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院材料研究所
• 主分類號: C01G15/00
• 分類號: C01G15/00;C09K11/77;C30B11/10;C30B28/06;C30B29/28;G01T1/167;G01T1/202
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權代理有限公司 51214
• 代理人: 徐靜

本發(fā)明提供一種用于液態(tài)流出物中低水平放射性核素連續(xù)測量的GAGG閃爍晶體顆粒、制作工藝及制作裝置；所述GAGG閃爍晶體顆粒為圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒；所述制作工藝包括如下步驟：S1，采用機械方法對塊狀GAGG閃爍晶體進行粉碎和研磨，得到GAGG閃爍晶體粉體；S2，對所述GAGG閃爍晶體粉體進行加熱熔融，通過自身表面張力球化，得到圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒；所述制作裝置制作裝置，包括：噴槍、成珠爐和收集器；所述噴槍設置在成珠爐上方并使噴槍的噴口與成珠爐的內(nèi)部空間連通；所述收集器通過管道連接在成珠爐下方并與成珠爐的內(nèi)部空間連通。本發(fā)明規(guī)則的圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒之間縫隙均勻一致，能夠最大限度地提升裝置探測能力。

技術領域

本發(fā)明涉及放射性核素連續(xù)測量技術領域，具體而言，涉及一種用于液態(tài)流出物中低水平放射性核素連續(xù)測量的GAGG閃爍晶體顆粒、制作工藝及制作裝置。

背景技術

目前主流的設計思路是利用固體閃爍體顆粒實現(xiàn)水中放射性核素的連續(xù)測量，通常將氟化鈣等不溶于水的閃爍體進行研磨，得到幾十至幾百微米(目前公認該粒徑范圍內(nèi)的效果最佳)的顆粒，隨后將顆粒裝入圓盤狀或圓管狀的透明容器中，在圓盤兩側(cè)或圓管管壁兩側(cè)耦合光電倍增管(PMT)進行符合測量。

現(xiàn)有的設計中，水中的放射性核素在閃爍體顆粒中沉積能量，通過激發(fā)-退激過程使閃爍體產(chǎn)生熒光，產(chǎn)生的熒光在容器內(nèi)部傳輸，到達兩側(cè)的熒光被PMT通過符合測量探測到。然而對于氟化鈣顆粒，經(jīng)過研磨得到的氟化鈣顆粒為不規(guī)則碎片狀，堆積狀態(tài)下氟化鈣顆粒之間的孔隙不均勻，一方面會導致液體流動阻力增大，另一方面液體中放射性核素想要到達氟化鈣顆粒并沉積能量，需要先穿過一定厚度的液體介質(zhì)，在孔隙較大的區(qū)域，核素需要穿過更厚的介質(zhì)，導致核素在液體中沉積的能量升高，在氟化鈣顆粒中沉積能量降低，從而影響裝置探測能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種用于液態(tài)流出物中低水平放射性核素連續(xù)測量的GAGG閃爍晶體顆粒及其制作工藝，以解決固體閃爍顆粒間隙不均勻從而影響裝置探測能力的問題。

本發(fā)明提供的一種用于液態(tài)流出物中低水平放射性核素連續(xù)測量的GAGG閃爍晶體顆粒，所述GAGG閃爍晶體顆粒為圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒。

作為優(yōu)選，所述圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒的粒徑為范圍為50～150μm。

本發(fā)明還提供一種用于液態(tài)流出物中低水平放射性核素連續(xù)測量的GAGG閃爍晶體顆粒的制作工藝，包括如下步驟：

S1，采用機械方法對塊狀GAGG閃爍晶體進行粉碎和研磨，得到GAGG閃爍晶體粉體；

S2，對所述GAGG閃爍晶體粉體進行加熱熔融，通過自身表面張力球化，得到圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒。

進一步的，步驟S2包括如下子步驟：

S21，采用噴槍將所述GAGG閃爍晶體粉體以及燃燒氣體、空氣和氧氣的混合氣體從成珠爐上方送入成珠爐；

S22，使燃燒氣體、空氣和氧氣的混合氣體在成珠爐中燃燒形成火焰；

S23，所述GAGG閃爍晶體粉體在高溫火焰下加熱熔融并融化為GAGG閃爍晶體液體；該GAGG閃爍晶體液體在成珠爐中通過自身表面張力球化，并在重力作用下的自然下落過程中急速冷卻后形成圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒；

S24，采用收集器收集步驟S23形成的圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒，并篩選出合適粒徑的圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒。

作為優(yōu)選，步驟S22中所述燃燒形成的火焰的溫度范圍為1500～2300℃。

作為優(yōu)選，所述GAGG閃爍晶體粉體的粒徑范圍為50～150μm。

作為優(yōu)選，步驟S24中所述合適粒徑的圓球狀GAGG閃爍晶體顆粒的粒徑為范圍為50～150μm。