CN106597522A - 钚部件容器自动调节方法及装置 - Google Patents

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向永春
张传飞
胡广春
胡根
伍怀龙
徐绍梅
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Abstract

本发明公开了一种钚部件容器自动调节方法及装置，属于核裁军核查中核部件认证中核部件自动调节领域。本发明的方法是通过准备阶段、伽马测量、死时间计算、数据分析及判断、最终位置确定等步骤实现。本发明的钚部件容器自动调节装置中的电机、连接结构、容器支架依次连接，控制单元的计算机与软件控制整个装置的自动操作、测量和数据采集。本发明能够快速的将装有钚部件的容器调节到目标位置，使实际测量中中子探测效率和测量前标定的探测效率一致，伽马探测器对钚部件的计数率到达最大，进而减小测量时间和测量分析不确定度。

Description

钚部件容器自动调节方法及装置
技术领域
本发明涉及核裁军核查中核部件认证中核部件容器自动调节方法及装置，特别是涉及核裁军核查中钚部件容器自动调节方法及装置，本发明适用于将来核裁军核查中钚部件容器的自动调节。
背景技术
美国洛斯阿拉莫斯国家实验室于1999年研制了第二代带信息屏障的属性测量***样机(Attribute Measurement System with Information Barrier for Fissilematerial Transparency Technology Demonstration: System Overview, LA-UR-99-5611 October, 1999)，该***用于钚部件六个属性（钚存在、钚丰度、钚质量、氧化钚、不存在、钚年龄、钚部件和对称性）的测量。下一代的属性测量***（Next GenerationAttribute Measurement System, NG-AMS）（Jonatan Thron, Dove Bracken, LouCarrillo, et al, Next Generation Attribute Measurement System,LA-UR-07-3749），但以上属性测量***均采用固定的方式放置装有待测核部件的容器。由于核裁军核查中的防止敏感信息泄漏和防扩散的要求，核查人员不能在现场，不能保证所装入的钚部件恰好位于容器的中间位置，进而无法保证待测的钚部件位于属性认证***中探测器的中心。存在不足具体表现在：1）实际测量中的中子探测器的探测效率小于测量前标定的探测效率，导致得出的钚部件质量偏小；2）由于钚部件偏离中间位置，伽马探测器探测到的计数率偏低，测量时间增加，分析不确定度增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种钚部件容器自动调节方法，本发明的另一个目的是提供一种钚部件容器自动调节装置，能够实现自动调节装有钚部件容器的位置。
为解决上述技术问题采用以下技术：
本发明的钚部件容器自动调节方法，依次包括以下步骤：
a).首先将装有钚部件的容器位于调节装置的底部，开始伽马测量，测量结束后，从数据获取***获取探测器的实时间（实际时间）和活时间（探测器获取信号的有效时间），计算出探测器的死时间T=1-m（m为活时间与实时间的比值）；
b).将容器向上移动一定距离，再次进行伽马测量，同样获得在此位置处探测器的死时间；
c).将两次获得的死时间进行比较，如果第二次的死时间大于第一次的死时间的10%，将容器继续向上移动一定距离，进行再次测量；如果第二次的死时间小于第一次的死时间的10%，容器回调一定距离，最终将容器调至死时间最大处，即目标位置。
本发明的钚部件容器自动调节装置，其特点是，所述的自动调节装置包括伽马探测器及数据获取单元、电机及控制单元、丝杆和容器固定单元；其连接关系是，所述的丝杆和容器固定单元中的钚部件容器固定安装在容器支撑圆盘上，容器支撑圆盘由圆盘支撑杆支撑并与圆盘支撑杆固定连接。丝杆固定在固定支架的两端，丝杆的下端穿过固定支架底部与电机连接。圆盘支撑杆通过联动机构与丝杆连接。固定支架的两端还分别设置有上位限位开关、下位限位开关；电机与控制单元中的电机通过线缆与电机控制器电连接，电机控制器通过通信电缆电连接到计算机，用于对电机的自动控制。伽马探测及数据获取单元中的计算机通过通信电缆与多道电连接，多道通过通信电缆与伽马探测器电连接；伽马探测器对钚部件容器中的钚部件进行测量，多道通过通信电缆获取测量数据，计算机通过通信电缆实现对多道的控制。
首先将装有钚部件的容器位于调节装置的底部，开始伽马测量，测量结束后，从数据获取***获取探测器的实时间（实际时间）和活时间（探测器获取信号的有效时间），计算出探测器的死时间Ti=1-m（m为活时间与实时间的比值），将容器向上移动一定距离，再次进行伽马测量，同样获得在此位置处探测器的死时间。将两次获得的死时间进行比较，如果第二次的死时间大于第一次的死时间的10%，将容器继续向上移动一定距离，进行再次测量。如果第二次的死时间小于第一次的死时间的10%，容器回调一定距离，最终将容器调至死时间最大处，即目标位置。
本发明的有益效果是，本发明中采用伽马探测器对钚部件发出的伽马射线的无损测量，利用其伽马探测器死时间的变化，能够快速的将装有钚部件的容器调节到目标位置，使实际测量中中子探测效率和测量前标定的探测效率（中心位置）一致，使伽马探测器对钚部件的计数率到达最大，进而减小测量时间和测量分析不确定度。
附图说明
图1为本发明的钚部件容器自动调节装置的示意框图；
图中. 1.钚部件容器 2.容器支撑圆盘 3.固定支架 4.电机 5.联动机构 6.圆盘支撑杆 7.上位限位开关 8.丝杆 9.下位限位开关 10.线缆 11.电机控制器 12.通信电缆 13.计算机 14.多道 15.信号电缆 16.伽马探测器 17.通信电缆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的钚部件容器自动调节方法及装置进行详细描述。
实施例1
图1为本发明的钚部件容器自动调节装置的示意框图。在图1中，本发明的一种钚部件容器自动调节装置，所述的自动调节装置包括伽马探测器及数据获取单元、电机及控制单元、丝杆和容器固定单元。其连接关系是，所述的丝杆和容器固定单元中的钚部件容器1固定安装在容器支撑圆盘2上，容器支撑圆盘2由圆盘支撑杆6支撑并与圆盘支撑杆6固定连接。丝杆8固定在固定支架3的两端，丝杆8的下端穿过固定支架3底部与电机4连接。圆盘支撑杆6通过联动机构5与丝杆8连接。固定支架3的两端还分别设置有上位限位开关7、下位限位开关9；电机与控制单元中的电机4通过线缆10与电机控制器11电连接，电机控制器11通过通信电缆12电连接到计算机13，用于对电机4的自动控制。伽马探测及数据获取单元中的计算机13通过通信电缆17与多道14电连接，多道14通过通信电缆17与伽马探测器16电连接。伽马探测器16对钚部件容器1中的钚部件进行测量，多道14通过通信电缆15获取测量数据，计算机13通过通信电缆17实现对多道14的控制。上位限位开关7和下位限位开关9用于指示钚部件容器到达最高位和最低位，且钚部件容器到达最高位和最低位时，上位限位开关7和下位限位开关9能够自动切断电源，保证调节装置安全。
本发明中的电机4的旋转带动丝杆8转动，使钚部件容器1上下移动。电机4依次与电机控制器11、计算机13电连接，实现了对电机4的自动控制。
本发明的钚部件容器自动调节方法，依次包括如下步骤：
(1) 首先启动程序，通过电机控制器11控制电机4开始工作，通过丝杆调8和连接机构5，带动钚部件容器1下移，直到下位限位开关9显示到达调节装置的底部，调节停止。启动多道14和伽马探测器16开始测量，测量时间为10s，测量完成后从多道14读取测量实时间和活时间，并清除数据，计算出探测器的死时间。
(2)重新启动电机控制器11控制电机14将钚部件容器向上移动2cm，到达设定位置后，启动多道14和伽马探测器16再次测量，测量时间为10s。测量完成后从多道14读取测量实时间和活时间并清除数据，计算出探测器的死时间T2，将两次获得的死时间进行比较。
(3) 如果第二次的死时间小于第一次的死时间，且两次测量的死时间偏差小于10%（即|T2 –T1|/T1）≤10%)时，容器向下回调1cm，表明钚部件容器已调至探测器死时间最大处，即到达目标位置。
(4)如果第二次的死时间大于第一次的死时间，且两次测量的死时间偏差大于10%（即|T2 –T1|/T1）>10%)时，重复以上（2）、（3）步骤。

Claims (3)

1.一种钚部件容器自动调节方法，其特征在于，所述的调节方法依次包括如下步骤：
a).首先将装有钚部件的容器位于调节装置的底部，开始伽马测量，测量结束后，从数据获取***获取探测器的实时间和活时间，计算出探测器的死时间；
b).将容器向上移动一定距离，再次进行伽马测量，同样获得在此位置处探测器的死时间；
c).将两次获得的死时间进行比较，如果第二次的死时间大于第一次的死时间的10%，将容器继续向上移动一定距离，进行再次测量；如果第二次的死时间小于第一次的死时间的10%，容器回调一定距离，最终将容器调至死时间最大处，即目标位置。
2.一种用于权利要求1所述方法的钚部件容器自动调节装置，其特征在于，所述的自动调节装置包括伽马探测器及数据获取单元、电机及控制单元、丝杆和容器固定单元；其连接关系是，所述的丝杆和容器固定单元中的钚部件容器（1）固定安装在容器支撑圆盘（2）上，容器支撑圆盘（2）由圆盘支撑杆（6）支撑并与圆盘支撑杆（6）固定连接；丝杆（8）固定在固定支架（3）的两端，丝杆（8）的下端穿过固定支架（3）底部与电机（4）连接；圆盘支撑杆（6）通过联动机构（5）与丝杆（8）连接；电机与控制单元中的电机（4）通过线缆（10）与电机控制器（11）电连接，电机控制器（11）通过通信电缆（12）电连接到计算机（13），用于对电机（4）的自动控制；伽马探测及数据获取单元中的计算机（13）通过通信电缆（17）与多道（14）电连接，多道（14）通过通信电缆（17）与伽马探测器（16）电连接；伽马探测器（16）对钚部件容器（1）中的钚部件进行测量，多道（14）通过通信电缆（15）获取测量数据，计算机（13）通过通信电缆（17）实现对多道（14）的控制。
3.根据权利要求2所述的钚部件容器自动调节装置，其特征在于，所述的固定支架（3）的两端还分别设置有上位限位开关（7）、下位限位开关（9），用于指示钚部件容器到达最高位和最低位，以及自动切断电源。
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