[发明专利]一种磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置及方法

权利要求书

1.一种磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，包括主体容器(1)，其特征在于，所述主体容器外壁面纵向布置强磁控制轨道(2)，由强磁控制体(3)和强磁控制协同连接件(4)组成的吊篮控制模块能够沿所述强磁控制轨道(2)移动；在主体容器内壁面布置吊篮轨道(10)，主体容器内的吊篮(6)可在吊篮控制模块磁吸控制下沿吊篮轨道(10)上下移动；若干中子毒物棒(7)贯穿搭载于吊篮(6)上，中子毒物棒顶部通过相应的分布式顶吸磁体(5)吸附固定在装置顶盖下面，并可根据需要移除不同数量、不同排列的分布式顶吸磁体(5)的磁力，以使得选定部分中子毒物棒(7)随吊篮(6)移入主体容器下部空间。

2.如权利要求1所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的主体容器(1)采用无磁性或弱磁性、耐蚀性、抗氧化性、力学性能良好的材料；主体容器(1)壁面厚度在保证强度的情况下应不影响磁吸效果；主体容器(1)顶盖焊接密封防止放射性物质泄漏。

3.如权利要求1所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的吊篮控制模块包括若干永磁体材料的强磁控制体(3)，所述强磁控制体(3)通过所述强磁控制协同连接件(4)横向或纵向相连，形成笼状结构。

4.如权利要求3所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，在吊篮控制模块或强磁控制轨道(2)上可设置锁定装置，以在设定的多个位置上锁定吊篮控制模块。

5.如权利要求1所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的吊篮(6)采用无磁性或弱磁性、耐蚀性、抗氧化性、力学性能良好的材料；吊篮(6)外缘设置吊篮可磁吸部件(9)，吊篮可磁吸部件(9)采用软磁材料。

6.如权利要求1或5所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的吊篮(6)包括至少两层栅格板，栅格板开孔的直径略大于中子毒物棒下部直径，并根据中子毒物棒(7)的准直精度要求确定相邻栅格板的间距，确保选定的中子毒物棒(7)落入主体容器下部空间时，能保持预期的排列位置精度。

7.如权利要求6所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的中子毒物棒(7)下部直径略小于吊篮(6)栅格板开孔直径、上部直径大于吊篮(6)栅格板开孔直径，顶端设有软磁材料的毒物棒可磁吸部件，当移除分布式顶吸磁体(5)的磁吸力时，中子毒物棒(7)依靠重力作用落在吊篮(6)上；当吊篮控制模块移动至最高位置时，对应中子毒物棒(7)顶部刚好接触主体容器顶盖下表面；当吊篮控制模块移动至最低位置时，对应中子毒物棒(7)底部刚好接触主体容器底面，而其他未落下的中子毒物棒(7)底部仍贯穿于吊篮(6)的各层栅格板。

8.如权利要求1所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的分布式顶吸磁体(5)采用永磁体或电磁体，通过距离控制或电流控制实现磁吸力的移除和引入。

9.如权利要求6所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的主体容器(1)顶盖上按照与吊篮(6)各层栅格板开孔对应的位置设置顶盖环形标志(8)，并设置编号，满足分布式顶吸磁体(5)的准确定位需求。

10.如权利要求5所述的磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置，其特征在于，所述的吊篮可磁吸部件(9)采用耐腐蚀、不生锈的材料；为促进吊篮(6)在吊篮轨道(10)中的通畅移动，可以在吊篮可磁吸部件(9)上设置小尺寸的滑轮或设置其他持久润滑材料。

11.一种采用权利要求1-10中任意一项所述磁吸式无接触布置中子毒物棒的临界实验装置的实验方法，其特征在于，通过主体容器顶盖的分布式顶吸磁体选择中子毒物棒的数量和排列方式，移除不同数量、不同排列的分布式顶吸磁体的磁力，使选定的部分中子毒物棒能够随吊篮移动；通过主体容器侧面的吊篮控制模块由磁力带动主体容器内的吊篮沿吊篮轨道移动，将选定的中子毒物棒垂直放入主体容器的下部空间，待开展完带中子毒物棒的临界实验后，再控制吊篮返回主体容器上部空间，中子毒物棒重新被主体容器顶盖的分布式顶吸磁体吸附固定在主体容器上部空间。