[发明专利]一种可燃物氚、碳-14样品制取系统

说明书

本发明公开了一种可燃物氚、碳‑14样品制取系统，包括反应工作管、氧化燃烧炉和吸收装置，所述反应工作管包括管体、第一入气孔、第二入气孔、出气孔；氧化燃烧炉包括第一温控器、第二温控器、第三温控器、电热丝、保温材料板和加温区，加温区分隔为催化反应区、样品堆放区和样品回收区；所各温控器分别调控催化反应区、样品堆放区、样品回收区的区间温度；出气孔连接吸收装置，氧气和氮气分别由第一入气孔、第二入气孔导入管体中，第一入气孔和第二入气孔分别位于管体两侧。本发明结构简单，易于制造，令催化反应时可燃物样品氧化更加充分，大幅提升了可燃物氚、碳‑14的样品吸收率，满足现代工业的样品测量需求。

技术领域

本发明属于放射性检测领域，具体来说涉及一种可燃物氚、碳-14样品制取系统。

背景技术

在核燃料后处理加工过程中，剪切和燃料解散阶段会释放出碳-14和氚。这些核素很容易被农作物吸收，所以需要监测环境材料中以及运往存储的退役材料或低放废料的这些核素。现有技术采用氧化燃烧反应，对一些含氚的混凝土、钢材或石墨，提取碳-14和氚进行分析。这种现有技术的可燃物氚、碳-14样品制取装置采用催化区和样品堆放区的两温区设计结构。在实际使用中常常会因为样品氧化不充分导致工作管两端出现吸附和残留，导致样品回收效率低。另外，还存在反应时间长，收集瓶外部低温环境不稳定导致吸收率下降；工作管管径小，单次装样量少，单次制得的样品难以满足实际测量需求等一系列的技术问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种可燃物氚、碳-14样品制取系统。

本发明的具体技术方案如下：

一种可燃物氚、碳-14样品制取系统，该可燃物氚、碳-14样品制取系统为开合式或闭合式结构，包括用于可燃物样品进行氧化反应的反应工作管、用于对反应工作管提供加热的氧化燃烧炉和用于对可燃物氧化反应所产生气体进行回收取样的吸收装置，所述反应工作管包括管体以及设于管体上的第一入气孔、第二入气孔、出气孔；所述氧化燃烧炉包括第一温控器、第二温控器、第三温控器、电热丝、保温材料板和加温区，所述保温材料板将加温区分隔为催化反应区、样品堆放区、样品回收区，所述样品堆放区位于所述样品回收区与催化反应区之间；所述第一温控器、第二温控器、第三温控器分别通过电热丝控制所述催化反应区、样品堆放区、样品回收区的区间温度；所述管体穿过所述催化反应区、样品堆放区和样品回收区，所述出气孔连接吸收装置，氧气由所述第一入气孔导入管体中，氮气由所述第二入气孔导入管体中，所述第一入气孔靠近样品回收区一侧，所述第二入气孔靠近催化反应区一侧。

通过采用这种方式：利用三个独立的温控器分别控制加温区各个区间的温度，氧气和氮气分别从第一入气孔和第二入气孔导入反应工作管的管体中，使样品在催化反应区进行催化氧化，同时、部分未充分氧化的样品在样品回收区进行氧化回收，故催化反应时可燃物样品氧化更加充分，由此提高了氚、碳-14的样品吸收效率。

优选的技术方案是：上述可燃物氚、碳-14样品制取系统中：所述吸收装置包括收集瓶、低温冷阱、循环水箱，所述收集瓶为直径不小于15毫米的大口径收集瓶。所述出气孔连接收集瓶，所述收集瓶安装于低温冷阱上，低温冷阱对收集瓶外部制冷。所述低温冷阱包括壳体和冷却液导管，所述壳体是中空的，壳体上设有至少一个的呈井型结构的内衬槽，所述收集瓶安装于内衬槽中，所述冷却液导管位于壳体内、环绕于内衬槽外侧，所述冷却液导管两端分别连接冷却液导入管和冷却液导出管，所述冷却液导入管、冷却液导出管穿出壳体表面且分别连接在循环水箱上，冷却液由循环水箱驱动、从循环水箱中经冷却液导入管流入冷却液导管中，并由冷却液导管中经冷却液导出管循环回流至循环水箱内。

通过采用这种方式：令冷却液导管中的冷却液始终保持循环流动状态，使得收集瓶外部能够保持一个稳定的低温环境，进一步提高了氚、碳-14的样品吸收效率。

所述反应工作管选用石英材质反应管，其管径大于/等于40毫米。