[发明专利]用于核素迁移研究毛细管法的可控取样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可控取样装置，特别是关于一种用于核素迁移研究毛细管法的可控取样装置。

背景技术

能源问题和环境问题是21世纪世界各国共同面临的重大挑战，也是我国能否保持社会经济持续发展的关键因素。核能(裂变能)是目前化石燃料替代能源中唯一能够大规模应用并实际缓解能源问题的选择，我国已确定了大力发展核能发电的基本国策。到2020年，我国核电装机总量将达到4000万千瓦，占全部电力装机容量的比例将由现在的不到2％提高到4％。在未来的15年中，我国将建设大约32个百万千瓦机组。

核电应用中最突出的环境问题是核电运行过程中所产生的乏燃料以及裂变产物等具有高放射性、长衰变寿命的废物，一般称为高放废物。高放废物的最终处置是一个世界性的难题，经过世界各国近50年的研究探索，确定了深地质处置为高放废物最终处置的合适手段。深地质处置的基本概念是在距地表以下500～1000米的稳定岩体中挖掘坑道和隧洞构建处置库，利用多重屏障将高放废物封闭于其中，使其在相当长(一般至少超过1万年)的时间段内与人类的生活环境相隔离。我国已于2003年通过《放射性污染防治法》以立法形式确定了我国的高放废物采用深地质处置方式进行最终处置。

多重屏障体系是深地质处置的核心概念，其由废物固化体、废物包装容器、缓冲回填材料和处置库围岩四部分组成。其中，缓冲回填材料的主要成分为压实粘土，担负为处置库体系提供机械支撑、应力传导、热传导、水力学屏障、放射性核素吸附阻滞、围岩裂隙填充、化学缓冲等一系列重要职能，因此缓冲回填材料的性能将直接决定整个处置库体系能否达到设计要求。对于缓冲回填材料的性能测试而言，测定研究高放废物中所赋存的各种放射性核素在缓冲回填材料中的迁移特性，简称核素迁移研究，是其中最为重要的研究项目之一。

我国的高放废物深地质处置研究尚处于起步阶段，目前针对缓冲回填材料的遴选与性能测试等工作主要在实验室进行。开发科学、精确、高效、经济的实验室核素迁移研究方法，对于我国的缓冲回填材料相关研究具有重要的现实意义。毛细管法是新近被应用到实验室核素迁移研究中的一种环境污染物迁移扩散研究方法，主要用于压实粘土类样品的迁移扩散研究，目前正处于逐步发展、完善的阶段。在传统毛细管法中，对毛细管内压实粘土样品的取样操作系由工作人员借助简单工具徒手完成，操作误差相对较大且费时费力。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种用于核素迁移研究毛细管法的可控取样装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于核素迁移研究毛细管法的可控取样装置，其特征在于：它包括一底板、一机械定位固定装置和一可控推出装置，所述机械定位固定装置和可控推出装置分别通过一垂直设置的支撑杆固定在所述底板上：所述机械定位固定装置包括固定部分、水平活动部分、垂直活动部分、水平定位螺杆、垂直定位螺杆、定位螺母和毛细管夹器；所述固定部分固定在所述支撑杆的顶部，所述水平活动部分设置在所述固定部分的凹槽内；所述水平定位螺杆贯穿所述固定部分和水平活动部分设置于所述固定部分水平方向的中心点，其与所述固定部分为过盈连接，与所述水平活动部分为螺纹连接，所述定位螺母安装于所述水平定位螺杆一侧；所述垂直活动部分设置在所述水平活动部分上方，并通过两根垂直设置的螺栓与所述水平活动部分连接成一体；所述垂直定位螺杆贯穿所述垂直活动部分垂直方向的中心点，其下端通过滚珠轴承与所述水平活动部分紧固连接，所述垂直定位螺杆与所述垂直活动部分为螺纹连接；所述毛细管夹器沿垂直方向安装于所述垂直活动部分上，并与所述垂直活动部分采用螺纹紧固连接；所述可控推出装置包括顶针、钻夹头、定位螺杆、控制手柄和定位螺杆座；所述顶针夹持固定在钻夹头的前端，所述钻夹头与所述定位螺杆之间通过螺纹紧固连接，所述定位螺杆安装于带有内螺纹的所述定位螺杆座内，所述定位螺杆座固定在另一所述支撑杆的顶部；所述控制手柄贯通安装于所述定位螺杆后端。

所述水平定位螺杆的两侧各设置有一直线轴承，两个所述直线轴承沿水平方向贯穿安装于所述固定部分和水平活动部分之上，所述直线轴承两端采用螺纹与所述固定部分紧固连接。

在所述固定部分和水平活动部分之间的所述水平定位螺杆上安装有一控制弹簧。