用于脈沖堆的輻照實(shí)驗(yàn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于反應(yīng)堆應(yīng)用技術(shù)及福射效應(yīng)研究領(lǐng)域，具體設(shè)及到反應(yīng)堆中子源 用于位移損傷效應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的存儲(chǔ)、更換及定位裝置，具體設(shè)及一種用于脈沖堆的福照實(shí) 驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 空間福射環(huán)境中存在大量高能質(zhì)子、電子和重離子，運(yùn)些高能質(zhì)子、電子和重離子 對(duì)航天器電子元器件產(chǎn)生位移損傷效應(yīng)，導(dǎo)致航天器電子系統(tǒng)性能退化和失效，反應(yīng)堆中 子源是目前國內(nèi)外研究和考核航天器電子元器件位移損傷效應(yīng)常用中子源?？臻g位移損傷 效應(yīng)是航天器電子元器件在軌可靠運(yùn)行能力評(píng)估的重點(diǎn)之一，開展中子福射損傷效應(yīng)研究 對(duì)評(píng)估航天器的在軌可靠運(yùn)行能力具有重要意義。目前我國缺乏適用于空間位移損傷效應(yīng) 試驗(yàn)研究需求的具有不同中子伽馬比的反應(yīng)堆中子源，制約了航天器電子元器件空間位移 損傷效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究的深入發(fā)展，是急需解決的瓶頸問題。
[0003] 為深入研究航天器電子元器件的位移損傷效應(yīng)，提出了航天器電子元器件 位移損傷福照試驗(yàn)的任務(wù)需求，并制定了相應(yīng)的抗中子福照指標(biāo)：lMeV等效中子注量 為1 X 10"n ? cm 2至1 X 10 12〇 ?畑12。中子注量率一般要求位于5 X l〇6n ? cm 2 ? s i至 5Xl〇Sn ? cm2 . S I之間。目前脈沖堆福照腔不能提供該中子福射環(huán)境，為此滿足航天器電 子元器件位移損傷效應(yīng)試驗(yàn)研究的低中子注量率福照實(shí)驗(yàn)裝置。脈沖反應(yīng)堆的1#徑向孔 道出口處的中子注量率與上述需求基本處于同一水平。脈沖反應(yīng)堆是W軸氨錯(cuò)燃料-慢化 劑材料作元件、石墨-水作反射層的池式研究堆，堆忍靠池水自然循環(huán)冷卻，具有固有安全 性高、實(shí)驗(yàn)孔道設(shè)置較全的特點(diǎn)。脈沖反應(yīng)堆徑向孔道中子、T參數(shù)的最初設(shè)計(jì)指標(biāo)不滿 足當(dāng)前位移損傷效應(yīng)試驗(yàn)研究和考核要求。
[0004] 徑向孔道為偏屯、結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行空間位移損傷效應(yīng)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)，由用戶單位選擇中 子伽馬比、快中子注量率等實(shí)驗(yàn)參數(shù)，W此確定選擇哪臺(tái)空間位移損傷效應(yīng)屏蔽福照腔。隨 后實(shí)驗(yàn)人員布置待考核電子元器件與相應(yīng)測量系統(tǒng)，布置完成后即可啟堆并進(jìn)行位移損傷 效應(yīng)研究。但由于徑向孔道屏蔽室空間內(nèi)部及走廊的空間限制，屏蔽室內(nèi)無法同時(shí)放置多 臺(tái)屏蔽福照腔及其相應(yīng)的起吊裝置（每臺(tái)裝置自重為500kg)。如果利用走廊建立相應(yīng)的軌 道吊裝屏蔽福照腔，則實(shí)驗(yàn)人員無法出入。為此，多臺(tái)屏蔽福照腔的更換、儲(chǔ)存與定位成為 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵問題。 陽0化]在解決屏蔽福照腔的更換、儲(chǔ)存與定位問題時(shí)，遇到的限定條件如下：
[0006] 1、空間位移效應(yīng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由屏蔽福照腔和中子捕集器組成，屏蔽福照腔的屏 蔽結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了福照實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的福射場參數(shù)，但各屏蔽福照腔的外形尺寸相同，即為 470 X 470 X 550mm，自重約為500kg。為對(duì)徑向孔道內(nèi)及環(huán)境中的熱中子、伽馬射線進(jìn)行有效 屏蔽，屏蔽福照腔必須與徑向孔道出口緊密貼合。同時(shí)還要使其與徑向孔道福射場束斑精 確定位，W保證實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行空間位移損傷效應(yīng)時(shí)可W處于均勻的福射場中；
[0007] 2、為防止福射場中的快中子通過屏蔽福照腔后，經(jīng)過環(huán)境散射再次進(jìn)入福照實(shí)驗(yàn) 裝置設(shè)計(jì)了中子捕集器，中子捕集器與屏蔽福照腔同樣緊密貼合。為方便實(shí)驗(yàn)人員布置實(shí) 驗(yàn)樣品與相關(guān)測量系統(tǒng)，中子捕集器與屏蔽福照腔需要具有可移動(dòng)性；
[0008] 3、為滿足不同實(shí)驗(yàn)需求研制的屏蔽福照腔為3臺(tái)，現(xiàn)有的徑向孔道屏蔽室無法同 時(shí)放置如此多的屏蔽福照腔，為此更換屏蔽福照腔必須使用自動(dòng)化的機(jī)械裝置。為保證實(shí) 驗(yàn)人員能夠方便進(jìn)入孔道屏蔽室，用于屏蔽福照腔置更換的自動(dòng)化裝置不能占用走廊；
[0009] 4、為保證實(shí)驗(yàn)過程中人員福射防護(hù)安全，用于屏蔽福照腔更換的自動(dòng)化裝置不能 夠破壞現(xiàn)有徑向孔道屏蔽裝置的屏蔽結(jié)構(gòu)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0010] 本實(shí)用新型提供了一種用于脈沖堆的福照實(shí)驗(yàn)裝置，該福照實(shí)驗(yàn)裝置屏蔽效果 好，能夠安裝多臺(tái)屏蔽福照腔，并能夠?qū)\(yùn)些屏蔽福照腔進(jìn)行自動(dòng)化轉(zhuǎn)運(yùn)、更換及存儲(chǔ)。
[0011] 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：
[0012] 用于脈沖堆的福照實(shí)驗(yàn)裝置，脈沖堆設(shè)有一徑向孔道，徑向孔道包括孔道出口，徑 向孔道內(nèi)設(shè)有中子捕集器，徑向孔道外部設(shè)有屏蔽體，其特殊之處在于：所述屏蔽體上開設(shè) 有通過孔；所述福照實(shí)驗(yàn)裝置包括活動(dòng)屏蔽蓋、屏蔽儲(chǔ)存架、雙絲杠同步驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和電梯， 屏蔽儲(chǔ)存架設(shè)置在屏蔽體上方并避開通過孔所在區(qū)域，屏蔽儲(chǔ)存架具有多層物架用W分別 放置不同規(guī)格的屏蔽福照腔；每層物架設(shè)有供屏蔽福照腔通過的開口；
[0013] 雙絲杠同步驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲杠、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和同步傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，絲杠有兩根，活動(dòng)屏蔽 蓋覆于通過孔上并活動(dòng)套接在運(yùn)兩根絲杠上，每根絲杠的兩端分別設(shè)置有底座和頂部固定 座，頂部固定座的安裝位置高于屏蔽儲(chǔ)存架的高度；驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)同步傳動(dòng)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，同步 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)兩根絲杠同步旋轉(zhuǎn)；電梯包括電動(dòng)推桿、第一鎖止機(jī)構(gòu)及電梯轎廂；
[0014] 電動(dòng)推桿和第一鎖止機(jī)構(gòu)設(shè)置在電梯轎廂內(nèi)，第一鎖止機(jī)構(gòu)用于鎖止固定電梯轎 廂運(yùn)載的屏蔽福照腔，電動(dòng)推桿用于推動(dòng)電梯轎廂運(yùn)載的屏蔽福照腔運(yùn)動(dòng)；
[0015] 所述屏蔽儲(chǔ)存架的每層物架均包括驅(qū)動(dòng)部件和傳動(dòng)部件，并設(shè)有供屏蔽福照腔通 過的開口；所述屏蔽福照腔呈桶狀，屏蔽福照腔的開口朝向物架內(nèi)側(cè)；
[0016] 若電梯轎廂運(yùn)動(dòng)至任意一層物架的開口處時(shí)，電梯轎廂的開口與相應(yīng)物架的開口 正對(duì)，驅(qū)動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)部件帶動(dòng)相應(yīng)物架內(nèi)的屏蔽福照腔由屏蔽儲(chǔ)存架 運(yùn)動(dòng)至電梯轎廂內(nèi)；
[0017] 電梯轎廂的兩側(cè)設(shè)有傳動(dòng)絲母，傳動(dòng)絲母分別與兩根絲杠一一對(duì)應(yīng)螺紋連接；絲 杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，電梯轎廂將沿絲杠上下運(yùn)動(dòng)，在電梯轎廂運(yùn)動(dòng)過程中，電梯轎廂能夠?qū)⒒顒?dòng)屏蔽 蓋頂起隨電梯轎廂運(yùn)動(dòng)；電梯轎廂位于最底層時(shí)，電梯轎廂的開口與所述孔道出口正對(duì)，電 動(dòng)推桿推動(dòng)屏蔽福照腔運(yùn)動(dòng)至孔道出口處與中子捕集器對(duì)接。
[0018] 每層物架底部均設(shè)有軌道一，電梯轎廂的底部設(shè)有軌道二；屏蔽福照腔的底部設(shè) 有滾輪，滾輪的輪距、軌道一的軌距和軌道二的軌距均相等，若電梯轎廂運(yùn)動(dòng)至任意一層物 架的開口處時(shí)，軌道二與相應(yīng)的軌道一對(duì)接。
[0019] 上述屏蔽福照腔的腔體由內(nèi)向外依次為鉛屏蔽層、含棚聚乙締的屏蔽層和侶殼。
[0020] 上述徑向孔道為長方體狀。
[0021] 屏蔽儲(chǔ)存架還包括鋼板屏蔽層，鋼板屏蔽層上開設(shè)有鋼檢修口，每層物架位于鋼 屏蔽層內(nèi)，每層物架均設(shè)有第二鎖止機(jī)構(gòu)，若屏蔽福照腔不工作時(shí)，第二鎖止機(jī)構(gòu)用于將屏 蔽福照腔鎖止在相應(yīng)的軌道一上。
[0022] 活動(dòng)屏蔽蓋包括自下而上的聚乙締慢化層、含棚聚乙締的慢化吸收層一、鐵吸收 層一、含棚聚乙締的慢化吸收層二和鐵吸收層二，自下而上各層的厚度分別為1〇畑1、12畑1、 8畑1、IOcm 和 12畑1。
[0023] 兩根絲杠的上端設(shè)有用于鎖止活動(dòng)屏蔽蓋的第=鎖止機(jī)構(gòu)，當(dāng)檢修時(shí)，可通過第 =鎖止機(jī)構(gòu)將活動(dòng)屏蔽蓋固定在兩根絲杠的上端，方便檢修人員進(jìn)出；所述屏蔽體上設(shè)有 厚度是IOcm的聚乙締屏蔽口，為工作人員的通過提供了方便。
[0024] 上述規(guī)格與福射場參數(shù)有關(guān)。
[0025] 上述底座是箱梁式底座，驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在頂部固定座上，傳動(dòng)部件為絲杠傳動(dòng)部 件，驅(qū)動(dòng)電機(jī)為伺服電機(jī)。
[00%] 活動(dòng)屏蔽蓋是基于蒙特卡羅方法的MCNP軟件設(shè)計(jì)的活動(dòng)屏蔽蓋。
[0027] 本實(shí)用新型具有的有益效果：
[0028] 1、該福照轉(zhuǎn)運(yùn)裝置能夠在狹小的實(shí)驗(yàn)空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多臺(tái)不同參數(shù)屏蔽福照腔的快 速更換、存儲(chǔ)，降低了實(shí)驗(yàn)人員受照劑量；
[0029] 2、本實(shí)用新型的活動(dòng)屏蔽蓋是基于蒙特卡羅方法的MCNP軟件設(shè)計(jì)的，有效降低 了脈沖堆徑向孔道屏蔽體外的福射水平，保證實(shí)驗(yàn)人員的福射防護(hù)安全；
[0030] 3、雙絲杠同步驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)下能夠?qū)崿F(xiàn)電梯轎廂的升降與定位，整 體定位精度可達(dá)0.1 mm ;
[0031] 4、本實(shí)用新型的屏蔽儲(chǔ)存架，與電梯轎廂聯(lián)合作用下可W實(shí)現(xiàn)多臺(tái)屏蔽福照腔的 輪換與存儲(chǔ)。屏蔽儲(chǔ)存架每層帶有第二鎖止機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，第二鎖止機(jī)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)屏蔽 福照腔存儲(chǔ)狀態(tài)下的鎖止，保證地震時(shí)屏蔽福照腔不滑落。驅(qū)動(dòng)機(jī)