用于教学的放射源存储、转移、控制装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及医学辐射防护，具体涉及用于教学的放射源存储、转移、控制装置及其使用方法。

背景技术

目前，核技术、核设备的应用在各行各业中已经达到一定规模，比如民用领域的辐照灭菌、工业探伤等，军用领域的核潜艇、贫铀弹等。在辐射防护医学领域，为了深入研究辐射基础理论知识和培养辐射防护医学领域人才，在科研及教学应用中需要使用具有一定剂量的放射源。教学及科研用放射源常为γ源，在存储过程中需要放置在铅质容器中，避免射线外溢。放射源的存储位置与使用位置往往不在一起，这就需要对放射源进行转移，在进行辐射防护医学外照射防护试验前，需将储存放射源的铅质容器搬运至试验场地，使用长柄镊子将放射源取出，快速放置到试验容器中，再进行屏蔽处理。试验完成后再通过同样的方法将放射源放回储存容器中，转移过程中操作人员容易暴露在放射源的辐射环境中，且该过程至少需要将放射源暴露在外界两次，暴露的时间与操作者的速度、技巧等有关，在使用长柄镊子夹取放射源时存在放射源脱落、损坏的风险，放射源的转移还会增加放射源遗失的风险。

现有的试验容器为两侧带有射线溢出孔、上方带有盖的一定尺寸的铅质容器。试验前将放射源放置到试验容器后，通过铅盖将试验容器上方密封，防止射线溢出。试验容器两侧射线溢出孔使用铅质板进行遮挡，进行试验时将遮挡的铅质板移除，使射线溢出进行试验。由于试验容器重量过大时会影响试验过程中放射源的移动，因此，试验容器尺寸和遮挡射线的铅质板厚度有限，不能有效的屏蔽射线，整个试验过程中试验人员仍然暴露在射线环境中。目前，尚未有一种适合教学用，集放射源的存储、转移、控制于一体的装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有教学过程中，放射源在转移过程中暴露在外界，以及试验容器由于尺寸限制无法有效屏蔽射线，导致试验人员易暴露在射线环境的不足之处，而提供用于教学的放射源存储、转移、控制装置及其使用方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术解决方案如下：

一种用于教学的放射源存储、转移、控制装置，其特殊之处在于：包括试验仓、活动仓、活动仓盖以及动力单元；所述试验仓的一端端面开设第一沉孔，第一沉孔的侧壁开设至少一个第一通孔；所述活动仓设置在第一沉孔中且可沿第一沉孔的内壁轴向移动，活动仓的外端面沿轴向开设第二沉孔，第二沉孔用于设置放射源，第二沉孔的侧壁开设至少一个第二通孔，第二通孔的内端对应放射源；第二通孔与第一通孔数量相同，第二通孔和对应的第一通孔方向相同且位于同一轴向截面；所述活动仓盖和活动仓的外端面对应设置，且与第二沉孔密封连接；所述动力单元的输出端连接活动仓盖，用于带动活动仓盖和活动仓同时沿轴向移动，使得所述第一通孔与第二通孔连通，实现射线溢出。

进一步地，所述第一沉孔为台阶孔，包括同轴设置的小径段和大径段，第一通孔的内端位于第一沉孔的小径段；

所述活动仓设置在第一沉孔的小径段中。

进一步地，所述第二沉孔为台阶孔，包括同轴设置的小径段和大径段，放射源设置在第二沉孔的小径段，第二通孔的内端位于第二沉孔的小径段。

进一步地，所述活动仓盖包括与第一沉孔的大径段匹配的第一仓盖段以及与第二沉孔的大径段相匹配的第二仓盖段，第二仓盖段嵌套设置在第二沉孔的大径段中；

所述动力单元为电动拉杆，第一仓盖段的外端面设置有安装槽，电动拉杆的伸缩端嵌入安装槽中。

进一步地，所述第二仓盖段的端面与第二沉孔的台阶面相抵接，第一仓盖段的内端面与第一沉孔的台阶面相抵接，外端面与试验仓的上端面平齐；

所述第一仓盖段的侧壁上沿周向设置有标识线，通过标识线识别是否提升到位；

所述安装槽的侧壁设置有安装孔，电动拉杆的伸缩端对应设置通孔或盲孔，安装孔及电动拉杆的通孔或盲孔中设置螺钉或销钉，用于电动拉杆和活动仓盖的连接；

所述安装孔与其中一个第二通孔的方向相同。

进一步地，所述第一通孔的数量为两个，且沿径向相对设置；

所述试验仓、活动仓以及活动仓盖均采用铅制成。

进一步地，还包括设置在试验仓和活动仓之间的定位组件；

所述定位组件包括第一沉孔的侧壁开设的定位槽以及活动仓的外侧壁对应设置的与定位槽配合的定位齿。

进一步地，还包括连接支架和推车，连接支架通过支撑板与试验仓连接；

所述试验仓设置在推车上，推车用于移动、升降试验仓；

所述动力单元设置在连接支架上。

同时，还提供一种用于教学的放射源存储、转移、控制装置的使用方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)将放射源放置在上述用于教学的放射源存储、转移、控制装置中，移动至试验地点，并准备好外部试验条件；

2)通过控制动力单元带动活动仓盖与活动仓沿轴向移动，直至第二通孔与第一通孔相互连通，进行试验；

3)试验结束后，通过动力单元使活动仓盖与活动仓复位。

本发明的有益效果：

1.本发明通过在试验仓中设置活动仓，使得装置同时作为放射源的存储、转移、控制装置，提升活动仓后，第二通孔与第一通孔连通，实现射线溢出，不使用时，将活动仓降下，第二通孔与第一通孔错开，活动仓、试验仓以及活动仓盖配合实现屏蔽射线的作用，试验仓存储、转移、试验时均可以有效屏蔽射线，保护试验人员安全。

2.本发明的使用方法仅需通过动力单元提升活动仓盖与活动仓即可实现射线溢出，试验结束后，再将其降下，使用方法简单，操作方便，省去将放射源由存储容器移至试验容器的过程，提高试验人员的安全性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中活动仓的闭合状态示意图；

图3是本发明实施例中活动仓的工作状态示意图；

图4是本发明实施例中试验仓与活动仓的结构示意图；

附图标记说明：1-试验仓，12-第一沉孔，13-第一通孔，2-连接支架，21-支撑板，3-电动拉杆，4-活动仓，41-第二沉孔，42-第二通孔，5-放射源，6-活动仓盖，61-第一仓盖段，62-第二仓盖段，63-安装槽，64-安装孔，7-推车。

具体实施方式

参见图1-图4所示，本发明提供了一种用于教学的放射源存储、转移、控制装置，包括试验仓1、连接支架2、电动拉杆3、活动仓4、活动仓盖6。试验仓1、活动仓4以及活动仓盖6均采用铅制成，具有屏蔽射线的作用。

试验仓1在屏蔽射线中发挥主要作用，其上端面开设第一沉孔12，第一沉孔12为台阶孔，包括同轴设置的小径段和大径段，第一沉孔12的小径段侧壁开设第一通孔13，作为射线溢出孔，射线溢出孔的位置和直径按照要求设定，确保试验时放射线的位置及溢出剂量。

活动仓4设置在第一沉孔12的小径段中，且可沿第一沉孔12的内壁轴向移动，活动仓4的外端面沿中心轴线加工有第二沉孔41，第二沉孔41为台阶孔，包括同轴设置的小径段和大径段，小径段用于设置放射源5。第二沉孔41的小径段侧壁开设第二通孔42，第二通孔42的内端对应放射源，用于射线溢出，第二通孔42与第一通孔13数量相同，第二通孔42和对应的第一通孔13方向相同且位于同一轴向截面。

活动仓盖6设置在活动仓4的外端，包括与第一沉孔12的大径段匹配的第一仓盖段61以及与第二沉孔41的大径段相匹配的第二仓盖段62，第二沉孔的大径段内侧壁加工有内螺纹，第二仓盖段62外周设置外螺纹，嵌套进第二沉孔41大径段设置，并与其通过螺纹连接，第一仓盖段61的内端面与第一沉孔12的台阶面相抵接，外端面与试验仓1的上端面平齐，外端面上沿中心轴线设置有连接件，用于与电动拉杆3连接；第二仓盖段62的端面与第二沉孔41的台阶面相抵接。第一仓盖段61的侧壁上沿周向设置标识线，通过标识线识别是否提升到位。本实施例中，第一沉孔12的小径段侧壁沿径向相对开设两个第一通孔13，第二沉孔41的小径段侧壁相应开设两个第二通孔42；在本发明的其他实施例中，试验仓1、活动仓4上也可以仅对应设置一个第一通孔13和第二通孔42，使得射线只从一个方向溢出。

试验仓1和活动仓4之间设置定位组件，避免活动仓4周向转动；本实施例中，所述定位组件包括第一沉孔12的侧壁开设的定位槽以及活动仓4的外侧壁对应设置的定位齿，用于确保活动仓4安装、移动时第一通孔13和第二通孔42始终对正。

连接支架2采用具有一定强度和刚度的材料制成，确保试验时试验装置稳定不发生变形，连接支架2通过支撑板21与试验仓1连接，支撑板21沿试验仓1外侧壁设置，与试验仓1紧密相连；连接支架2的上端对应活动仓盖6设置有C型连接件，电动拉杆3通过标准紧固件与C型连接件连接，其伸缩端通过标准紧固件与活动仓盖6连接，本实施例中，活动仓盖6的连接件为安装槽63，电动拉杆3伸缩端的端部嵌套在安装槽63中，安装槽63的侧壁设置有安装孔64，电动拉杆3对应安装孔64开设通孔或盲孔，在安装孔64和电动拉杆3的通孔或盲孔中设置螺栓或销钉，实现活动仓盖6和电动拉杆3的位置相对固定，避免使用过程中两者相对转动。安装时，安装孔64的方向与一个第二通孔42的方向一致，使用过程中，通过安装孔64与第一通孔13方向一致，确保第一通孔13与第二通孔42对正。

电动拉杆3采用低压伺服电机驱动，用于驱动活动仓盖6沿轴向上下定行程移动，活动仓4与活动仓盖6作为整体被提起时，第一通孔13与第二通孔42对正，实现放射线的溢出以进行试验。

上述装置具体的工作过程如下：

1)放射源6的首次放置及更换

1.1.将电动拉杆3拆下，拆除连接支架2，将活动仓盖6连同活动仓4取出，将活动仓盖6拆下。

1.2.在第二沉孔41中放置放射源，或者将原有的放射源取出并将新的放射源放置到第二沉孔41中。

1.3.将活动仓盖6与活动仓4连接，确保活动仓盖6上的安装孔64与第二通孔42对正。将活动仓盖6与活动仓4一起放入试验仓1的第一沉孔12中，重新安装连接支架2与电动拉杆3。

1.4.控制电动拉杆3上下动作，调节电动拉杆3，确保电动拉杆3提起活动仓盖6后，当其标识线与试验仓1上端面平齐时，第一通孔13和第二通孔42正好对应。

2)辐射防护医学放射源控制装置的储存及移动

确保电动拉杆3放下活动仓盖6与活动仓4，形成屏蔽状态后，通过推车7将上述装置移动至指定的存储地点或试验地点。在本发明的其他实施例中，也可以使用AGV或其他移动装置替代推车7。

3)实验时辐射防护医学放射源的控制

将上述装置移动至试验地点后，准备好外部试验条件，确保试验仓1的第一通孔13位置满足试验要求，通过控制电动拉杆3沿轴向提升活动仓盖6与活动仓4，直至第二通孔42与第一通孔13正对并相互连通，进行试验。试验结束后，通过控制电动拉杆3放下活动仓盖6与活动仓4，直至活动仓盖6的外端面与试验仓1的上端面平齐。