[实用新型]一种高浓度氚气在线测量装置

说明书

本实用新型提供了一种高浓度氚气在线测量装置，属于氚气探测装置技术领域。包括密闭的探测密封室、真空耦合腔和样品密封室，样品密封室由内至外依次设置有韧致辐射靶膜、能够对韧致辐射靶膜进行加热的加热层和样品室壳体，韧致辐射靶膜材料是与β射线相互作后具有高X射线产额的高原子系数金属，探测密封室内设置有X射线的探测器；样品密封室的两端分别设置氚气进气口和氚气出气口，真空耦合腔的围合件中包含允许X射线由样品密封室进入探测密封室的部件。本实用新型具有可重复、高精度检测氚气量等优点。

技术领域

本实用新型属于氚气探测装置技术领域，涉及一种高浓度氚气在线测量装置。

背景技术

氚自发衰变时释放的β射线与金属材料发生轫致辐射作用后会产生低能X射线，通过测量X射线可间接的测量氚。由于氚不与探测器接触可防止氚在探测器上残留，降低了记忆效应，该特点使得其被广泛用于高浓度氚气场所的在线测量。

用于在线监测气态氚的常用技术有电离室、气相色谱和质谱仪等。电离室的可以在线使用，但是由于对气体的化学成分敏感、记忆效应强，需要定期重新校准，并且需要在最佳条件下操作，因此其应用受到了限制。气相色谱法允许对气体混合物进行部分化学和同位素测定，但由于分析时间较长，不适合快速的过程监测，也不能在线使用。质谱分析为实时在线监测提供了可能。然而，等同重元素的干扰使光谱的相互解释变得相当困难。为了使质谱计能够正常工作，对涡轮分子泵装置的需求、灯丝失效的风险和去离子化效应进一步加剧。

在Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A(2017)中，刊登的“Characteristics of a promising tritium process monitor detectingbremsstrahlung X-rays”公开出版物中所报道的技术方案，采用不锈钢灵敏腔、镀金韧致辐射材料和NaI探头测量了氚气浓度，由于采用的不锈钢灵敏体积记忆效应太大，在线监测的探测限为10¹¹Bq/cm³。在Fusion EngineeringDesign(2013)中，刊登的“Activitymonitoring of a gaseous tritium source by beta induced X-rayspectrometry”公开出版物中所报道的技术方案，用SDD(硅漂移探测器)替换了荧光介质和光电倍增管，减少了本底的干扰，增加了信号稳定性，记忆效应降低了三个数量级，100s的探测下限为10⁶Bq，但是不锈钢灵敏体积同样引入的较大的记忆效应。在Fusion Engineering and Design(2015)中，刊登的“Development of a compact tritium activity monitor and firsttritium measurements”公开出版物中所公开报道的技术方案，将不锈钢灵敏体积内和SDD探测器表面镀金后，记忆效应降低了两个数量级，但是只能在100Pa以下的压力下使用。在Fusion Engineering and Design(2016)中，刊登的“Investigations of theapplicability of a new accountancy tool in a closed tritium loop”公开出版物中所公开报道的技术方案，为了实现探测装置的小型化，将使用压力范围扩展到了1kPa。

由此可见，上述公开报道的技术方案未给出探测装置的重复使用性能，在压力大于1kPa范围内的使用性能还未见报道。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种高浓度氚气在线测量装置，本实用新型所要解决的技术问题是可重复、高精度对氚气进行在线检测。