[发明专利]中子射线照相方法以及用于实现其的装置

说明书

本发明涉及中子射线照相并且可以用于细长放射性物品、主要是核燃料元件的检查，并且还可用于被照射对象和未被照射对象的无损测试以便确定其内部结构和材料组成。本方法在于：将所检查对象放置到保护容器(3)中；通过安装座(5)将容器放置在机座(4)上并且使对象牢固地紧固在其中；将第一探测器(11)安装在分度盘(7)中的凹槽(8)中；设置辐射方向与探测器之间的角度(+α)；供应中子束(1)；将第二探测器(12)安装在凹槽中；设置辐射方向与探测器之间的角度(‑α)；执行照射；以及处理曝光胶片以获得在角度±α处的图像。一种用于实现用于测试物品的方法的装置，其包括中子源、保护容器(3)和探测系统，其另外包括机座(4)，机座(4)上布置有呈可旋转分度盘(7)形式的探测系统，该探测系统带有用于紧固中子探测器(11、12)的呈沿直径的凹槽(8)形式的安装座(5)，分度盘被安装成使得可围绕平行于所检查对象的轴线的轴线旋转所设置角度，并且在其中具有当分度盘相对于中子束(1)的方向旋转角度±α_i时用于细长对象的通过的半圆形凹口(13)。

技术领域

本发明涉及中子射线照相并且可以用于细长放射性物品、主要是核燃料元件的检查，并且还可用于被照射对象和未被照射对象的无损测试以便确定其内部结构和材料组成。

背景技术

已知用于通过直接曝光进行中子成像的方法在于计算背景Y-辐射曝光剂量和曝光时间，安装探测器以及将中子-射线照相图像记录在照相材料上。（N.D. Tyufyakov,A.S. Shtan，中子射线照相原理，M., Atomizdat，1975年，第250页）。

已知用于中子-射线照相观察的装置，其中使用来自池式核反应堆的中子束，并且可以通过改变准直器端口尺寸来平滑地改变光束准直（辐射技术，修订版16.M.,Atomizdat，1978年）。

该装置包括用于将物品和探测器输送到控制位置的输送驱动器、用于紧固活化探测器以将其从托架传送到光容器的器件、用于供应将活化屏下压到X射线胶片所需的压缩空气的气动系统。

物品在单个方面在等于90°的准直中子束相对于物品平面和探测器平面的入射角度下在150×1200 mm²的射线照相室内部暴露至辐射。当发现缺陷时，为确定此缺陷的原因，需要以一个或多个其他角度对其进行检查。为此目的，辐射物品必须多次从射线照相室运输到保护室，物品必须在保护容器中旋转并且返回到辐射位置。

已知用于中子射线照相的方法（N.G. Kocherygin, V.D. Kozmenko，用于高活性样品的探伤检验的装置，А.С. No.199476, cl.42k, 46/07, PC G01n，1967年）在于将所检查样品放置在直立保护容器的可移动横梁中，然后将直立保护容器水平定位在反应堆中子束的垂直通道上方，以及设置横梁速度和给定孔径值的减小率。根据经验选择横梁通过的速度和孔径变化率，并且在照射结束时，为在胶片上获得清晰图像，提供活化屏的均匀背景及其足够活性（activity）。

用于实现该方法的装置包括中子源、操作容器、用于在其中接纳所检查样品的操作容器内部的可移动横梁、用于使横梁垂直于中子流方向通过的通过机构、孔径变化机构、光容器、用于将未活化屏从操作容器移动到光容器的处理机构。

此设备被设计成检查小长度的样品和物品。对于长物品，需要使用为物品自身高度两倍的容器。庞大容器难以处理，因为当输送到测量现场时，需要将此类庞大容器从垂直（运输）位置移动到水平（“射线照相观察”）位置。

在细长垂直通道的出口处，中子束的尺寸被最小化（不超过50-100 mm）。因此，需要多次逐步地移动在从垂直位置重新定向到水平位置的容器中具有物品的横梁，这极耗时。

为了可视化具有沿着所检查物品的长度和半径传播的缺陷的区域的空间变化和参数，需要捕获围绕这些物品的轴线旋转并且穿过输入光束的物品的图像。这需要若干中子“射线照相观察”和多个额外操作，其尤其包括使其中具有物品的容器返回到保护室，在该保护室处高活性物品远程地经受相应机械操纵。