一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置及安装方法
阅读说明：本技术 一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置及安装方法 (Tritium-containing gas sealed storage device for self-target neutron tube and installation method ) 是由 徐强 杨莹 霍广文 王峰 董陈岗 彭程 王凯 唐浩 于 2021-03-31 设计创作，主要内容包括：一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置及安装方法,可用于存储、运输含放射性氚元素的气体,或将氚气充入包含空白靶的中子管,使该靶成为含氘氚元素的自成靶。解决了现有技术中,中子管生产厂家在常规实验室无法存储放射性氚气,或必须在有资质的实验室才能进行自成靶中子管生产的问题。该装置包括电极引线、下法兰、存储器、圆筒状外壳、上法兰、第一气管、真空阀、接口法兰以及第二气管；该装置具有结构简单、生产周期短、安全性好、体积小、重量轻、操作方便等优点。同时,本发明还提出了该装置的安装方法。(A sealed storage device for tritium-containing gas used for a self-targeting neutron tube and an installation method thereof can be used for storing and transporting gas containing radioactive tritium elements, or filling tritium gas into a neutron tube containing a blank target, so that the target becomes a self-targeting containing deuterium and tritium elements. The problem of in the prior art, neutron pipe manufacture factory can't store the radio tritium gas in conventional laboratory, or must carry out the production of target neutron pipe in oneself in qualified laboratory is solved. The device comprises an electrode lead, a lower flange, a storage, a cylindrical shell, an upper flange, a first air pipe, a vacuum valve, an interface flange and a second air pipe; the device has the advantages of simple structure, short production period, good safety, small volume, light weight, convenient operation and the like. Meanwhile, the invention also provides an installation method of the device.)
技术领域
本发明属于中子管制造技术领域，具体涉及一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置及安装方法，可用于存储、运输含放射性氚元素的气体，或用于将氚气充入空白靶，使之变成含氘氚元素自成靶的生产过程。
背景技术
中子管是一种小型加速器中子源，由离子源、加速系统、靶和气压调节系统构成，主要用于石油勘探、铀矿勘探等领域。中子管可分为商品靶中子管和自成靶中子管，商品靶中子管是已经将氚元素气体存储好的成品靶，自成靶中子管是先将氘氚混合气体充入中子管中，利用中子管的离子源将气体电离，再由加速装置将氘、氚离子轰击到靶上，将氘氚元素注入空白靶，使其变成含氘氚元素的自成靶。自成靶中子管具有稳定性好、寿命长等特性，其寿命可达到商品靶中子管的3倍以上。在现有技术中，对氚气储存场所和充氚操作系统要求非常高，且充氚操作系统和氚监控测量系统价格高昂，使得常规实验室无法存储放射性氚气，一般的中子管生产企业既不具备相关的辐射安全资质，也无意愿购置昂贵的设备，因此只能生产单一的商品靶中子管，不能满足自成靶中子管的生产和市场需求。
发明内容
本发明为解决现有技术中，常规实验室无法存储放射性氚气，必须在有资质的中子管生产企业才能进行自成靶中子管生产的问题，提出一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置及安装方法，可用于存储、运输含放射性氚元素的气体，或用于将空白靶变成含氘氚元素的自成靶的生产过程。
本发明的技术解决方案是：
一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置，其特殊之处在于：包括下法兰2、存储器3、圆筒状外壳4、上法兰5、第一气管6、真空阀7、接口法兰8、第二气管9以及至少两根电极引线1；
所述上法兰5和下法兰2设置在圆筒状外壳4两端，构成密封腔；第一气管6从密封腔内穿过上法兰5并与真空阀7相连接；
所述真空阀7另一端与第二气管9相连接；第二气管9另一端与接口法兰8相连接；
所述存储器3通过连接头301或/和安装支架固定在密封腔内的下法兰2上；连接头301与电极引线1连接，电极引线1另一端穿过下法兰2；
所述第一气管6与上法兰5之间、电极引线1与下法兰2之间均为密封连接。
进一步地，所述上法兰5中心设有第一圆形通孔10，上法兰5底面设有第一环形凹槽11；
所述下法兰2设有与电极引线1数量一致的第二圆形通孔12，下法兰2顶面设有第二环形凹槽13；所述圆筒状外壳4的上边沿密封嵌入第一环形凹槽11中；
所述圆筒状外壳4的下边沿密封嵌入第二环形凹槽13中；
所述第一气管6穿过第一圆形通孔10且与上法兰5密封连接；
所述电极引线1穿过第二圆形通孔12且与下法兰2密封绝缘连接。
进一步地，所述第一气管6和第二气管9为不锈钢材料，且外径尺寸相同；
所述第一气管6的内径不小于1毫米；
所述第二气管9的内径不小于1毫米，且其长度不超过10毫米。
进一步地，所述圆筒状外壳4为不锈钢材料，壁厚不小于1毫米，或者承压能力不小于1个标准大气压。
进一步地，所述圆筒状外壳4采用氩弧焊接与上法兰5和下法兰2固定连接；所述上法兰5与第一气管6采用焊接方式固定连接。
进一步地，所述接口法兰8为KF真空快接法兰，下端与第二气管9采用焊接方式固定连接。
进一步地，所述存储器3为在室温下吸附气态氚的合金材料；电极引线1为真空陶瓷封接引线；真空阀7为真空针型阀，两端为金属密封环。
进一步地，所述第二圆形通孔12沿下法兰2圆形端面中心线呈对称分布。
同时，本发明还提供了一种上述自成靶中子管用含氚气体密封存储装置的安装方法，包括以下步骤：
步骤1、将电极引线1穿过位于下法兰2上的第二圆形通孔12，并与下法兰2之间密封绝缘连接；
步骤2、将存储器3通过连接头301或/和安装支架固定在密封腔内的下法兰2上，并将其下端的连接头301与电极引线1连接；然后将第一气管6从第一圆形通孔10中穿过，并与上法兰5之间密封连接；
步骤3、将圆筒状外壳4下端面与下法兰2固定连接；
步骤4、将圆筒状外壳4的上端面与上法兰5固定连接；
步骤5、将真空阀7一端与第一气管6连接，另一端通过第二气管9与接口法兰8连接；
步骤6、将接口法兰8与氦气检漏仪连通，并打开真空阀7，对各连接处进行气密性测试，气密性测试合格后关闭真空阀7，安装完成。
进一步地，步骤3中，所述将圆筒状外壳4下端面与下法兰2固定连接，具体是将圆筒状外壳4下端面嵌入设置在下法兰2顶面的第二环形凹槽13中，与下法兰2固定连接；
步骤4中，所述将圆筒状外壳4的上端面与上法兰5固定连接，具体是将圆筒状外壳4上端面嵌入设置在上法兰5底面的第一环形凹槽11中，与上法兰5固定连接。
本发明与现有技术相比，其有益效果如下：
1)、本发明一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置可在制作自成靶的企业内完成气态氚气的储存以及运输，或将放射性氚气充入含中子管的空白靶变成含氘氚元素的自成靶，而无需建立昂贵的安全实验室，大大降低企业的生产成本。
2)、本发明一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置的密封性强、运输安全性高，提高了自成靶中子管的生产效率，满足了市场对自成靶中子管日益增多的需求。
3)本发明一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置结构简单、安全性好、体积小、重量轻、操作方便，维护和使用成本低，提升了中子管生产企业的产品竞争力。
4)、本发明一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置造价低廉，安全环保，最大限度选用可重复使用的元器件，进一步降低使用和生产成本。
5)本发明一种上述自成靶中子管用含氚气体密封存储装置的安装方法，有效地降低自成靶中子管的生产和使用成本，安全可靠，提高了自成靶中子管的制作效率。
附图说明
图1为本发明一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置结构示意图；
图2为本发明中圆筒状外壳结构示意图；
图3为本发明中上法兰结构示意图；
图4为本发明中下法兰结构示意图；
附图标记说明：1-电极引线，2-下法兰，3-存储器，301-连接头，4-圆筒状外壳，5-上法兰，6-第一气管，7-真空阀，8-接口法兰，9-第二气管，10-第一圆形通孔，11-第一环形凹槽，12-第二圆形通孔，13-第二环形凹槽。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述。
本实施例提供的一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置，如图1所示，包括电极引线1、下法兰2、存储器3、圆筒状外壳4、上法兰5、第一气管6、真空阀7、接口法兰8以及第二气管9。
圆筒状外壳4的两端设置有上法兰5和下法兰2，构成密封腔；第一气管6从密封腔内穿过上法兰5上的第一圆形通孔10，与真空阀7相连接；第二气管9一端与真空阀7连接，另一端与接口法兰8连接，接口法兰8为KF真空快接法兰；存储器3通过连接头301固定在密封腔内的下法兰2上，在其他实施例中也可通过安装支架固定在密封腔内的下法兰2上；存储器3下端的连接头301和电极引线1的一端连接，电极引线1的另一端穿过下法兰2上的第二圆形通孔12伸出密封腔外；其中第一气管6以及第二气管9为不锈钢材料，且外径尺寸相同；第一气管6的内径不小于1毫米；第二气管9的内径也不小于1毫米，且长度不超过10毫米；圆筒状外壳4为不锈钢材料，壁厚不小于1毫米，或者承压能力不小于1个标准大气压。
如图2和图3所示，上法兰5端面上设有第一圆形通孔10和第一环形凹槽11；第一圆形通孔10位于上法兰5中心；第一环形凹槽11与上法兰5圆形端面同心；圆筒状外壳4的上端面嵌入在第一环形凹槽11中，实现上法兰5与圆筒状外壳4氩弧焊接的定位安装，提高了焊接质量、效率，从而保证了该焊接位置的密封性。
如图2和图4所示，下法兰2端面上设有至少两个第二圆形通孔12和第二环形凹槽13；第二圆形通孔12沿下法兰2圆形端面中心线呈对称分布；第二环形凹槽13与下法兰2的圆形端面同心；圆筒状外壳4的下端面嵌入在第二环形凹槽13中，实现下法兰2与圆筒状外壳4氩弧焊接的定位安装，提高了焊接质量、效率，从而保证了该焊接位置的密封性。
一种自成靶中子管用含氚气体密封存储装置的安装方法、使用步骤如下：
步骤1、将电极引线1穿过位于下法兰2上的第二圆形通孔12，并与下法兰2之间密封绝缘连接，以确保该连接处的密封可靠性；第二圆形通孔12的数量与电极引线1的数量一致；
步骤2、当电极引线1与下法兰2密封绝缘连接后，将存储器3通过连接头301或/和安装支架固定在密封腔内的下法兰2上，并将存储器3下端的连接头301与电极引线1采用锡焊方式固定连接；接着将第一气管6从位于上法兰5端面的第一圆形通孔10中穿过，将第一气管6与上法兰5密封连接，以确保该连接处的密封可靠性；
步骤3、将圆筒状外壳4下端面嵌入下法兰2的第二环形凹槽13中，将下法兰2与圆筒状外壳4用氩弧焊固定密封连接；第二环形凹槽13对下法兰2的安装及焊接起着定位的作用，提高了焊接质量及焊接效率，从而保证了该焊接位置的密封性；
步骤4、当圆筒状外壳4与下法兰2焊接完成后，再将圆筒状外壳4的上端面嵌入在上法兰5上的第一环形凹槽11中，仍采用氩弧焊接的方式将圆筒状外壳4与上法兰5固定密封连接在一起，第一环形凹槽11对上法兰5的安装及焊接起着定位的作用，提高了焊接质量、效率，从而保证了该焊接位置的密封性；
步骤5、将真空阀7一端与第一气管6连接，另一端通过第二气管9与接口法兰8连接；
步骤6、将该密封存储装置上的接口法兰8与氦气检漏仪连通，并打开真空阀7，对各连接处进行气密性测试；氦气检漏仪将该密封存储装置抽真空到10-5Pa,以检测各焊接点和连接处有无泄露，以确保该密封存储装置的安全性及可靠性，检测完成后关闭真空阀7；自成靶中子管用含氚气体密封存储装置制造安装过程完成；
步骤7、向该密封存储装置内充入含氚气体，在有充氚资质的实验室内，通过接口法兰8与充气装置连接，打开真空阀7，使用真空机组将充气管路抽真空到10-5Pa，并确保连接处无泄露后，关闭与真空泵的连接阀。将该密封存储装置的电极引线1接入直流电源，以控制存储器3吸气，吸收充气管路中的含氚气体；
步骤8、需要使用时，将做好充气准备的自成靶中子管通过接口法兰8与密封存储装置连接，打开真空阀7，并使自成靶中子管中的存储器处于吸气状态，将密封存储装置的电极引线1接入直流电源，以控制存储器3放气，实现给自成靶中子管充气的功能；
步骤9、充气完毕后，将自成靶中子管接口密封，同时关闭真空阀7，然后断开自成靶中子管与密封存储装置的连接，并断开电极引线1接入的直流电源，该次充气过程完成。
以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
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