[發明專利]一種單晶硅中子輻照裝置及方法

有效

• 申請號: 202111542340.3
• 申請日: 2021-12-13
• 公開（公告）號: CN114197057B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 吳瑞;張先萌;羅文廣;劉榮;魏甫;王亞軍;劉鵬;劉豪;彭芳;鄭海川
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: C30B33/04
• 分類號: C30B33/04;C30B29/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發明公開了一種單晶硅中子輻照裝置及方法，輻照系統包括單晶硅裝備間、硅水池和堆廳，所述堆廳內布置有堆芯，所述堆芯內設置有單晶硅輻照孔道；還包括單晶硅裝取平臺、硅水池自動對中吊車、移動車和堆廳自動對中吊車。本發明所述單晶硅裝取平臺能夠實現單晶硅在轉運桶和硅桶之間切換，同時硅水池自動對中吊車、移動車和堆廳自動對中吊車能夠實現將轉運桶或硅桶吊裝至指定位置；本發明解決了單晶硅輻照過程中操作人員勞動強度大、受到的輻射劑量大和單晶硅破損率高的難題，該工藝流程中操作人員起到輔助作用，自動化設備按照規劃行為進行操作，而且該工藝高效、安全、可靠。

技術領域

本發明涉及核反應堆術領域，具體涉及一種單晶硅中子輻照裝置及方法。

背景技術

單晶硅中子輻照摻雜是制備高阻硅的先進方法。MJTR（岷江堆）輻照單晶硅主要尺寸為2英寸、3英寸、4英寸和6英寸，國內不具備8英寸及以上尺寸的單晶硅輻照能力，MJTR經適應性改造后將具備8英寸單晶硅的輻照能力。單晶硅的輻照工藝包括把單晶硅裝入硅桶、硅桶懸掛硅水池橫梁、硅桶進入堆廳、硅桶放入指定輻照孔道、輻照后硅桶返回硅水池、輻照后硅桶懸掛硅水池橫梁、輻照后單晶硅出硅桶等。

目前，MJTR單晶硅輻照工藝相對落后，沒有自動化設備，輻照工程主要依靠人員進行操作，操作人員勞動強度大；經輻照后的硅桶具有較高放射性，人員需手動把單晶硅取出硅桶，在此過程中人員受到的輻照劑量高；人員在操作時難免會碰到單晶硅，單晶硅的損壞率較高。8英寸單晶硅的重量大、硅桶劑量水平高，對人員會造成更大的傷害。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單晶硅中子輻照裝置及方法，解決現有單晶硅的輻照工藝導致操作人員勞動強度大、受到的輻射劑量大和單晶硅破損率高的問題。

本發明通過下述技術方案實現：

一種單晶硅中子輻照裝置，包括單晶硅裝備間、硅水池和堆廳，所述堆廳內布置有堆芯，所述堆芯內設置有單晶硅輻照孔道；還包括單晶硅裝取平臺、硅水池自動對中吊車、移動車和堆廳自動對中吊車；

所述單晶硅裝備間的頂部設置有裝備間吊裝孔，所述單晶硅裝備間用于實現將單晶硅裝入或取出轉運桶內；

所述單晶硅裝取平臺安裝在硅水池內，用于實現將轉運桶和硅桶中單晶硅的相互切換，所述硅水池用于放置輻照后的硅桶；

所述硅水池自動對中吊車用于將單晶硅裝備間內的轉運桶吊裝至單晶硅裝取平臺，或將單晶硅裝取平臺上的轉運桶吊裝至單晶硅裝備間，以及將單晶硅裝取平臺上的硅桶吊裝至移動車或將移動車上的硅桶移動至硅水池中放置硅桶位置；

所述移動車安裝在硅水池內的軌道上，用于將硅桶輸送至軌道靠近或遠離堆廳一端；

所述堆廳自動對中吊車用于將硅桶吊裝至或吊出單晶硅輻照孔道。

本發明的硅桶由吊環、連桿、桶蓋、桶體和底座組成，材料為6061鋁，連桿與桶體焊接在一起，桶體和底座可分離，底座可以在單晶硅裝取平臺上進入和脫離桶體，硅桶需入堆輻照，輻射劑量較大，放置在5.5米深硅水池中，硅桶的作用是裝著單晶硅入堆輻照。

本發明的轉運桶由靶鞭、桶體、底座組成，材料為304不銹鋼，轉運桶的作用是使單晶硅在裝備間和單晶硅裝取平臺之間轉運。

本發明的單晶硅裝取平臺由6英寸平臺和/或8英寸平臺組成，轉運桶可放入單晶硅裝取平臺內，單晶硅裝取平臺作用是使單晶硅在平臺上實現轉運桶和硅桶之間的換裝。

本發明的硅水池自動對中吊車由控制系統對其控制，按規劃路線進行移動，規劃路線主要包括：裝備間吊裝孔-自動裝取硅平臺-自動軌道小車；任意位置- 裝備間吊裝孔（自動裝取硅平臺、橫梁掛鉤、移動車）；自動對中移動車的作用是使單晶硅自動移動至指定位置。

本發明的移動車的主要作用是帶動硅桶在硅水池至堆廳吊裝孔道之間往返運動。