Способ герметизации источника ионизирующего излучения и устройство для его реализации

Способ герметизации источника ионизирующего излучения и устройство для его реализации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области радиоактивных источников, в частности к получению источников ионизирующего излучения.

Известен «Радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии» (см. патент RU 2499312, кл. G21G4/00, опубл. 20.11.2013г.), включающий герметичную капсулу из ванадия, содержащую в качестве излучающего вещества облученный сплав селен-ванадий, причем облученный сплав селен-ванадий дополнительно содержит по меньшей мере один редкоземельный элемент, выбранный из группы: лантан, церий, самарий, неодим и гадолиний, при следующем соотношении компонентов, мас. %: ванадий 13-20, редкоземельный элемент из группы: лантан, церий, неодим, самарий, гадолиний 0,01-0,1, селен - остальное.

Недостатком известного способа герметизации радиоактивных элементов является то, что в качестве высокообогащенного материала используют заготовки из дорогих редкоземельный элементов.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является «Способ получения источников гамма-излучения на основе радионуклида 74Se для гамма-дефектоскопии» (см. патент RU 2444074, кл. G21G4/00, опубл. 27.02.2012 г), заключающийся в герметизации заготовки активируемого сердечника из высокообогащенного (не менее 96 %) селена-74 в ампулу, облучении полученной ампулы в атомном реакторе и последующей герметизации облученной ампулы в капсуле. Полнотелую монолитную заготовку облучаемого сердечника, выполненную с плотностью, соответствующей теоретической, помещают в полностью соответствующий ей дисциплинирующий объем. Крышку ампулы герметизируют лазерной сваркой с одновременным отводом тепла, а внешние поверхности ампулы подвергают напылению с последующей герметизацией и упрочнением металлом. У металла при облучении в реакторе образуются изотопы, имеющие энергию гамма-излучения меньше энергии гамма-излучения селена-75 с периодом полураспада менее 1 ч, толщина слоя покрытия которого обеспечит компенсацию избыточного давления, создающегося внутри герметичной ампулы при облучении, облучают в реакторном потоке тепловых нейтронов плотностью не менее 10¹⁵ Н/см² в режиме, обеспечивающем достижение максимальной удельной активности селена-75 (не менее 1250 Ки/г), и герметизируют аргонодуговой сваркой в рабочей капсуле.

Недостатком известного способа герметизации радиоактивных элементов является то, что высокообогащенный материал сначала герметизируют в ампуле, а затем ампулу герметизируют в капсуле, что существенно усложняет технологию получения источника радиационного излучения.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного изобретения, относится то, что способ и устройство более трудоемки при получении одного и того же конечного продукта.

Сущность предлагаемого способа герметизации источника ионизирующего излучения (ИИИ) заключается в том, что в качестве ИИИ используется заготовка из кобальта, капсула выполнена в виде стакана из нержавеющей стали, а герметизация капсулы производится герметичной крышкой из нержавеющей стали, приваренной по окружности стыка капсулы и крышки.

Аргонодуговая сварка производится неплавящимся электродом без присадок в среде защитного газа и осуществляется в радиационно-защитных «горячих» камерах.

Устройство герметизации источника ионизирующего излучения включает в себя устройство аргонодуговой сварки, закрепленное в сварочной головке, которая в свою очередь закреплена в механизме перемещения, состоящем из основания, поворотного механизма, кареток вертикального и горизонтального перемещения, которые перемещаются с помощью ручных маховичков.

Сварочная головка состоит из корпуса, устройства для подачи электричества, штуцера для подвода защитного газа и сварочного сопла.

Устройство подачи электричества состоит из корпуса, цанги, вольфрамового электрода и затяжной гайки. Капсула с ИИИ помещается в стакан выходного вала редуктора, причем сам редуктор крепится на основании устройства. Кроме того, капсула с ИИИ закрепляется на выходном валу редуктора ручным цанговым зажимом.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:

- использование способа и устройства герметизации источника ионизирующего излучения дистанционно в радиационно-защитных «горячих» камерах.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложенный способ включает в себя герметизацию ИИИ, помещенных в капсулу, и загерметизированную аргонодуговой сваркой.

Особенность заключается в том, что в качестве ИИИ используется заготовка из кобальта, капсула выполнена в виде стакана из нержавеющей стали, а герметизация капсулы производится герметичной крышкой из нержавеющей стали, приваренной по окружности стыка капсулы и крышки.

Сварка производится аргонодуговым способом неплавящимся электродом без присадок в среде защитного газа и осуществляется в радиационно-защитных «горячих» камерах.

Устройство герметизации источника ионизирующего излучения включает в себя капсулу с ИИИ и устройство аргонодуговой сварки.

Особенность заключается в том, что устройство герметизации включает в себя устройство аргонодуговой сварки, закрепленное в сварочной головке, которая в свою очередь закреплена в механизме перемещения, состоящем из основания, поворотного механизма, кареток вертикального и горизонтального перемещения, которые перемещаются с помощью ручных маховичков.

Сварочная головка состоит из корпуса, устройства для подачи электричества, штуцера для подвода защитного газа и сварочного сопла.

Устройство подачи электричества состоит из корпуса, цанги, вольфрамового электрода и затяжной гайки. Капсула с ИИИ помещается в стакан выходного вала редуктора, причем сам редуктор крепится на основании устройства. Кроме того, капсула с ИИИ закрепляется на выходном вале редуктора ручным цанговым зажимом.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Конструкция изобретения представлена на фигурах:

Фиг.1 - внешний вид устройства.

Фиг.2 - внешний вид сварочного сопла.

Устройство герметизации источника ионизирующего излучения (фиг. 1) состоит из основания 1, редуктора 2, электропривода 3, стакана 4 выходного вала редуктора, ручного цангового зажима 5, механизма перемещения 6, который в свою очередь включает поворотный механизм 7, каретку вертикального перемещения 8, каретку горизонтального перемещения 9, сварочной головки 10, которая состоит из корпуса 11, устройства для подачи электричества 12, штуцера для подвода защитного газа 13, сварочного сопла 14, которое состоит из корпуса 15, цанги 16, вольфрамового электрода 17 и затяжной гайки 18. Объектом герметизации является капсула 19 накрытая крышкой 20.

Устройство работает следующим образом. Устройство устанавливается в радиационно-защитной «горячей» камере и с помощью манипулятора дистанционно приводят в движение исполнительные механизмы. Перед началом работы производят сборку источника ионизирующего излучения. Для этого капсулу 19 наполняют радиоактивными компонентами, а затем закрывают крышкой 20. После этого собранную капсулу 19 помещается в стакан 4 выходного вала редуктора 2 и закрепляют там с помощью ручного цангового зажима 5. Перед позиционированием капсулы в стакане с помощью поворотного механизма 7 сварочную головку 10 выводят из зоны сварки, чтобы обеспечить свободный доступ руки манипулятора для загрузки капсулы. После закрепления капсулы 19 в стакане 4 сварочную головку 10 возвращают в рабочее положение, а затем с помощью ручных маховичков вертикальной 8 и горизонтальной 9 кареток производят настройку электрода 17 на кольцевой сварочный шов капсулы 19 и крышки 20. После настройки включают электропривод 3, который обеспечивает круговое движение свариваемых изделий (капсулы 19 и крышки 20). Электропитание на вольфрамовый электрод 17 подается по устройству подачи электричества 12. По штуцеру 13 в зону сварки подается защитный газ аргон.

Режим сварки:

Сила тока - 180 А

Напряжение - 48 В

Зазор между капсулой и электродом - 1 мм

Скорость круговой подачи - 10 об/мин

Количество проходов - 1 ,5

Расход газа - 6 дм³/мин

Давление газа - 0,3 МПа

Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для герметизации источника ионизирующего излучения и может быть использовано в атомной технике;

для заявленного способа и устройства в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем поставленных технических задач (использование способа и устройства герметизации источника ионизирующего излучения дистанционно в радиационно-защитных «горячих» камерах с целью их дальнейшего использования).

1. Способ герметизации источника ионизирующего излучения (ИИИ), включающий герметизацию ИИИ, помещенного в капсулу, загерметизированную аргонодуговой сваркой, отличающийся тем, что в качестве ИИИ используется заготовка из кобальта, капсула выполнена в виде стакана из нержавеющей стали, а герметизация капсулы производится герметичной крышкой из нержавеющей стали, приваренной по окружности стыка капсулы и крышки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аргонодуговая сварка производится неплавящимся электродом без присадок в среде защитного газа.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что аргонодуговая сварка производится в радиационно-защитных «горячих» камерах.

4. Устройство герметизации источника ионизирующего излучения, включающее в себя капсулу с ИИИ и устройство аргонодуговой сварки, отличающееся тем, что устройство аргонодуговой сварки закреплено в сварочной головке, которая в свою очередь закреплена в механизме перемещения, состоящем из основания, поворотного механизма, кареток вертикального и горизонтального перемещения, которые перемещаются с помощью ручных маховичков.

5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что сварочная головка состоит из корпуса, устройства для подачи электричества, штуцера для подвода защитного газа и сварочного сопла. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что устройство для подачи электричества состоит из корпуса, цанги, вольфрамового электрода и затяжной гайки.

6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что капсула с ИИИ помещается в стакан выходного вала редуктора, причем сам редуктор крепится на основании устройства.

7. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что капсула с ИИИ закрепляется на выходном валу редуктора ручным цанговым зажимом.