[发明专利]一种基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统及其辐照方法

权利要求书

1.一种基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统，其特征在于：包括依次连接的回旋加速器(1)、束流降能与传输装置、萃取剂辐照靶室以及在线测量与控制装置；

所述回旋加速器(1)用于提供能量不低于20MeV、流强不低于10μA的α粒子束流；

所述束流降能与传输装置通过快阀与回旋加速器(1)相连接，用于对回旋加速器(1)产生α粒子束流进行传输和能量降低以使α粒子束流在达到萃取剂样品表面时的α粒子能量为设定值；

所述萃取剂辐照靶室用于对萃取剂样品进行α粒子辐照，包括固体萃取剂辐照靶室和液体萃取剂辐照靶室；所述固体萃取剂辐照靶室包括真空室一(19)以及安装于真空室一(19)内的用于放置固体萃取剂样品的固体萃取剂样品室(20)；所述液体萃取剂辐照靶室包括真空室三(27)以及安装于真空室三(27)内的用于放置液体萃取剂样品的液体萃取剂样品室(28)；

所述在线测量与控制装置用于测量束流参数、辐照产物的化学成分、控制萃取剂样品辐照温度与流动速度，包括用于测量α粒子束流参数的束流测量室，与固体萃取剂样品室(20)/液体萃取剂样品室(28)连接、用于控制萃取剂样品辐照温度的温度控制组件，与固体萃取剂样品室(20)通过管道连接的、用于测量辐解气体化学成分的气相质谱仪(33)，与液体萃取剂样品室(28)连接的、用于推动液体萃取剂样品循环流动的液体循环控制组件，以及与液体循环组件通过安装有阀门的管道进行连接的、用于测量液体萃取剂样品化学成分的液相质谱仪(36)；

所述真空室一(19)、束流测量室、真空室三(27)均分别通过快阀与束流传输与降能装置相连接。

2.根据权利要求1所述的基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统，其特征在于：所述固体萃取剂样品室(20)包括一端封闭的不锈钢筒体一(37)、固定在不锈钢筒体一(37)开口端用于隔离真空环境与固体萃取剂样品室的隔离膜一(38)、与不锈钢筒体一(37)连通的储气腔(42)，所述储气腔(42)通过管道与气相质谱仪(33)相连接，所述不锈钢筒体一(37)与隔离膜一(38)所形成的内部空腔为样品腔一(40)。

3.根据权利要求2所述的基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统，其特征在于：所述液体萃取剂样品室(28)包括一端封闭的不锈钢筒体二(47)、固定在不锈钢筒体二(47)开口端用于隔离真空环境与液体萃取剂样品室的隔离膜二(48)，所述不锈钢筒体二(47)侧壁开设有与液体循环控制组件连接的进液孔(50)和出液孔(51)，所述不锈钢筒体二(47)与隔离膜二(48)所形成的内部空腔为样品腔二(49)。

4.根据权利要求3所述的基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统，其特征在于：所述温度控制组件包括温控仪(31)、分别安装于真空室一(19)和真空室三(27)上的红外测温仪一(22)和红外测温仪二(29)、分别设置于不锈钢筒体一(37)和不锈钢筒体二(47)封闭端外侧面且与温控仪(31)电连接的电阻加热元件一(44)和电阻加热元件二，以及分别环绕于电阻加热元件一(44)和电阻加热元件二上的冷却气管一和冷却气管二；冷却气管一和冷却气管二的进气口与高压气瓶(32)相连接，其排气口通入大气环境。

5.根据权利要求3所述的基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统，其特征在于：所述液体循环控制组件包括通过管道与进液孔(50)和出液孔(51)连接以构成液体循环回路的电磁泵(35)、安装于液体循环回路管道上的流速测量仪(34)和阀门，所述液相质谱仪(36)通过管道连接在液体循环回路管道上。

6.根据权利要求2或3所述的基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统，其特征在于：所述隔离膜一(38)和隔离膜二(48)为金属箔或高分子薄膜。

7.根据权利要求1-5任一所述的基于回旋加速器的乏燃料萃取剂α粒子辐照系统，其特征在于：所述束流测量室包括支架台二(25)、设置于支架台二(25)上且与束流降能与传输装置连接的真空室二(24)以及设置于真空室二(24)内的分别用于测量α粒子束流流强与能量的法拉第筒与能量分析仪。