[发明专利]用于液态流出物中低水平放射性核素连续测量的GAGG闪烁晶体颗粒、制作工艺及装置

说明书

本发明提供一种用于液态流出物中低水平放射性核素连续测量的GAGG闪烁晶体颗粒、制作工艺及制作装置；所述GAGG闪烁晶体颗粒为圆球状GAGG闪烁晶体颗粒；所述制作工艺包括如下步骤：S1，采用机械方法对块状GAGG闪烁晶体进行粉碎和研磨，得到GAGG闪烁晶体粉体；S2，对所述GAGG闪烁晶体粉体进行加热熔融，通过自身表面张力球化，得到圆球状GAGG闪烁晶体颗粒；所述制作装置制作装置，包括：喷枪、成珠炉和收集器；所述喷枪设置在成珠炉上方并使喷枪的喷口与成珠炉的内部空间连通；所述收集器通过管道连接在成珠炉下方并与成珠炉的内部空间连通。本发明规则的圆球状GAGG闪烁晶体颗粒之间缝隙均匀一致，能够最大限度地提升装置探测能力。

技术领域

本发明涉及放射性核素连续测量技术领域，具体而言，涉及一种用于液态流出物中低水平放射性核素连续测量的GAGG闪烁晶体颗粒、制作工艺及制作装置。

背景技术

目前主流的设计思路是利用固体闪烁体颗粒实现水中放射性核素的连续测量，通常将氟化钙等不溶于水的闪烁体进行研磨，得到几十至几百微米(目前公认该粒径范围内的效果最佳)的颗粒，随后将颗粒装入圆盘状或圆管状的透明容器中，在圆盘两侧或圆管管壁两侧耦合光电倍增管(PMT)进行符合测量。

现有的设计中，水中的放射性核素在闪烁体颗粒中沉积能量，通过激发-退激过程使闪烁体产生荧光，产生的荧光在容器内部传输，到达两侧的荧光被PMT通过符合测量探测到。然而对于氟化钙颗粒，经过研磨得到的氟化钙颗粒为不规则碎片状，堆积状态下氟化钙颗粒之间的孔隙不均匀，一方面会导致液体流动阻力增大，另一方面液体中放射性核素想要到达氟化钙颗粒并沉积能量，需要先穿过一定厚度的液体介质，在孔隙较大的区域，核素需要穿过更厚的介质，导致核素在液体中沉积的能量升高，在氟化钙颗粒中沉积能量降低，从而影响装置探测能力。

发明内容

本发明旨在提供一种用于液态流出物中低水平放射性核素连续测量的GAGG闪烁晶体颗粒及其制作工艺，以解决固体闪烁颗粒间隙不均匀从而影响装置探测能力的问题。

本发明提供的一种用于液态流出物中低水平放射性核素连续测量的GAGG闪烁晶体颗粒，所述GAGG闪烁晶体颗粒为圆球状GAGG闪烁晶体颗粒。

作为优选，所述圆球状GAGG闪烁晶体颗粒的粒径为范围为50～150μm。

本发明还提供一种用于液态流出物中低水平放射性核素连续测量的GAGG闪烁晶体颗粒的制作工艺，包括如下步骤：

S1，采用机械方法对块状GAGG闪烁晶体进行粉碎和研磨，得到GAGG闪烁晶体粉体；

S2，对所述GAGG闪烁晶体粉体进行加热熔融，通过自身表面张力球化，得到圆球状GAGG闪烁晶体颗粒。

进一步的，步骤S2包括如下子步骤：

S21，采用喷枪将所述GAGG闪烁晶体粉体以及燃烧气体、空气和氧气的混合气体从成珠炉上方送入成珠炉；

S22，使燃烧气体、空气和氧气的混合气体在成珠炉中燃烧形成火焰；

S23，所述GAGG闪烁晶体粉体在高温火焰下加热熔融并融化为GAGG闪烁晶体液体；该GAGG闪烁晶体液体在成珠炉中通过自身表面张力球化，并在重力作用下的自然下落过程中急速冷却后形成圆球状GAGG闪烁晶体颗粒；

S24，采用收集器收集步骤S23形成的圆球状GAGG闪烁晶体颗粒，并筛选出合适粒径的圆球状GAGG闪烁晶体颗粒。

作为优选，步骤S22中所述燃烧形成的火焰的温度范围为1500～2300℃。

作为优选，所述GAGG闪烁晶体粉体的粒径范围为50～150μm。

作为优选，步骤S24中所述合适粒径的圆球状GAGG闪烁晶体颗粒的粒径为范围为50～150μm。