本實用新型涉及在工業(yè)、交通等領(lǐng)域應(yīng)用的放射源的安全防護裝置，特別涉及一種放射源屏蔽容器。

背景技術(shù)：

高速公路綠色通道車輛輻射透視成像檢查系統(tǒng)中，采用鈷-60放射源作為射線源，曾經(jīng)采用Ⅱ類鈷-60放射源，檢查系統(tǒng)安裝在高速公路的服務(wù)區(qū)內(nèi)或收費站出口/入口的廣場上。存在的問題是：司機不愿意進服務(wù)區(qū)或廣場，怕耽誤他們的時間，司機愿意以正常的行車速度通過收費站，在此過程中接受檢查。為了提高綠色通道車輛的檢查效率，用戶要求把檢查系統(tǒng)安裝在收費站的安全島上。但是，安全島是一個完全開放的場所，卡車司機、收費員、保安人員和其他公眾人員隨時都可能從檢查系統(tǒng)旁邊經(jīng)過，甚至停留一會。因此，如果把檢查系統(tǒng)安裝在收費站的安全島上，盡量降低檢查系統(tǒng)周圍的輻射劑量水平，盡量減少輻射對環(huán)境和人員潛在的危害，成為設(shè)計者的必須要解決的問題。

解決上述問題的途徑有兩個：一是采用盡可能低的放射性活度的鈷-60放射源；二是制造屏蔽效果盡可能好的放射源的屏蔽容器。經(jīng)過反復(fù)實驗，證明Ⅳ類鈷-60放射源能夠滿足綠色通道車輛檢查的需要，生產(chǎn)檢查系統(tǒng)的廠家先后都采用了Ⅳ類鈷-60放射源。為了進一步降低檢查系統(tǒng)周圍環(huán)境的輻射劑量水平，必須研究設(shè)計、制造屏蔽效果更好的放射源的屏蔽容器?，F(xiàn)有技術(shù)中為了達(dá)到較好的屏蔽效果，允許射線射出或禁止射線射出的射線快門的重量重，慣性大，成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種放射源屏蔽容器，在具備較好的屏蔽輻射效果的基礎(chǔ)上，射線快門組件的重量輕，慣性小，成本低。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種放射源屏蔽容器，包括：屏蔽體，其用于放置放射源；射線快門組件，其包括第一射線快門和第二射線快門，所述第一射線快門和第二射線快門均設(shè)于所述屏蔽體內(nèi)；驅(qū)動機構(gòu)，其與所述射線快門組件連接用于驅(qū)動所述第一射線快門和第二射線快門轉(zhuǎn)動，以使射線經(jīng)所述第一射線快門和第二射線快門射出或禁止射線射出；以及射線準(zhǔn)直器，其設(shè)于所述屏蔽體上用于對從所述射線快門組件射出的射線進行約束。

作為優(yōu)選，所述屏蔽體包括半球體狀的第一部分以及圓柱體狀的第二部分，所述第一部分的平面?zhèn)扰c所述第二部分的一端的端面相貼合；所述放射源設(shè)置在所述第一部分內(nèi)；所述射線快門組件設(shè)置在所述第二部分內(nèi)。

作為優(yōu)選，所述第一部分內(nèi)設(shè)置有經(jīng)過所述第一部分的球心的導(dǎo)管，所述放射源設(shè)置在所述導(dǎo)管內(nèi)并且位于所述第一部分的球心處。

作為優(yōu)選，所述第一射線快門和第二射線快門均為圓柱體狀，所述第一射線快門和第二射線快門的軸線與所述屏蔽體的第二部分的軸線垂直且沿射線的射出方向并排設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述第一射線快門和第二射線快門的兩端分別設(shè)置轉(zhuǎn)軸，所述第一射線快門和第二射線快門的兩端分別通過轉(zhuǎn)軸與所述第二部分轉(zhuǎn)動連接；所述驅(qū)動機構(gòu)包括致動器、齒條和兩個齒輪，所述第一射線快門和第二射線快門的位于同側(cè)的轉(zhuǎn)軸上分別固定裝配有所述齒輪，所述齒條同時與兩個所述齒輪嚙合，所述致動器與所述齒條連接用于驅(qū)動所述齒條往復(fù)運動。

作為優(yōu)選，所述致動器為電磁推動器、電液推動器、電動推桿或直線行程電動執(zhí)行器。

作為優(yōu)選，所述第一射線快門和第二射線快門均由鎢合金材質(zhì)制成；所述屏蔽體采用鉛制成。

作為優(yōu)選，所述第一射線快門和第二射線快門上允許射線射出的狹縫的寬度均為4mm～8mm；所述射線準(zhǔn)直器上允許射線射出的狹縫的寬度為4mm～8mm、長度為400mm～800mm，以將射線約束成水平張角為0.1°～0.2°，垂直張角60°～80°的扇形窄束。

作為優(yōu)選，所述放射源為鈷-60、銫-137、銥-192、鐳-226、鋇-133，所述放射源的放射性活度為：2.96х10⁸貝可～1.11х10¹³貝可。

作為優(yōu)選，所述放射源屏蔽容器還包括快門狀態(tài)顯示裝置、底座和外罩，所述快門狀態(tài)顯示裝置包括兩個通過所述齒條觸發(fā)的行程開關(guān)以及與所述行程開關(guān)連接的指示燈；所述屏蔽體、所述驅(qū)動機構(gòu)以及所述快門狀態(tài)顯示裝置均固定設(shè)置在所述底座上，所述外罩罩設(shè)在所述底座、所述屏蔽體、所述驅(qū)動機構(gòu)以及所述快門狀態(tài)顯示裝置外。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的放射源屏蔽容器的有益效果在于：

1.射線快門組件采用兩個射線快門并且兩個射線快門實現(xiàn)同步旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)為世界首創(chuàng)，在保證屏蔽效果的前提下，具有快門重量輕、慣性小、旋轉(zhuǎn)與停止靈活的優(yōu)點，且所需要的驅(qū)動力較小，安全、可靠；

2.屏蔽效果好，本實用新型的放射源屏蔽容器主要采用鎢合金與鉛材質(zhì)的屏蔽材料，并且采用合理的、新穎的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使其屏蔽效果優(yōu)良，屏蔽系數(shù)達(dá)到5×10⁵，在放入鈷-60放射源(其放射性活度為2.96×10¹⁰貝可)時，距外罩(亦稱為源箱)表面5cm處泄漏輻射劑量率≤0.35μSv/h，距外罩表面100cm處，泄漏輻射劑量率≤0.16μSv/h，已接近天然本底水平，對環(huán)境和人員潛在的輻射危害降低到最低水平；

3.致動器采用電磁推動器或電力液壓推動器，實現(xiàn)了長距離驅(qū)動(50mm-60mm行程)，采用電子自動控制技術(shù)對推動器進行動態(tài)控制，大大延長了使用壽命，而且節(jié)省電能。

附圖說明

圖1為本實用新型的放射源屏蔽容器的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1-第一部分；2-第二部分；3-放射源；4-導(dǎo)管；5-堵頭；6-第一射線快門；7-第二射線快門；8-轉(zhuǎn)軸；9-齒輪；10-齒條；11-齒條支架；12-射線準(zhǔn)直器；13-底座。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的放射源屏蔽容器作進一步詳細(xì)描述，但不作為對本實用新型的限定。

如圖1所示，本實用新型實施例公開了一種放射源屏蔽容器，其包括：屏蔽體，其用于放置放射源3；射線快門組件，其包括第一射線快門6和第二射線快門7，第一射線快門6和第二射線快門7均設(shè)于屏蔽體內(nèi)；驅(qū)動機構(gòu)，其與射線快門組件連接用于驅(qū)動第一射線快門6和第二射線快門7轉(zhuǎn)動，以使射線經(jīng)第一射線快門6和第二射線快門7射出或禁止射線射出；以及射線準(zhǔn)直器12，其設(shè)于屏蔽體上用于對從射線快門組件射出的射線進行約束。本實用新型的放射源屏蔽容器采用兩個射線快門的優(yōu)點是，兩個射線快門相對于現(xiàn)有技術(shù)中的一個射線快門來說，其總體重量輕，轉(zhuǎn)動慣量小，推動射線快門的推動力小，引起的機械損傷小。

在本實施例中，屏蔽體包括半球體狀的第一部分1以及圓柱體狀的第二部分2，第一部分1的平面?zhèn)扰c第二部分2的一端的端面相貼合。第一部分1與第二部分2可以為一體成型結(jié)構(gòu)，也可以是分體結(jié)構(gòu)。其中，第一部分1的半徑與第二部分2的半徑可以相同，第一部分1外設(shè)置有5mm厚的Q235鋼的外殼，第二部分2外也設(shè)置有5mm厚的Q235鋼的外殼，并且第一部分1的外殼和第二部分2的外殼對齊并通過密封焊接的方式結(jié)合在一起。放射源3設(shè)置在第一部分1內(nèi)；射線快門組件設(shè)置在第二部分2內(nèi)。

在本實施例中，第一部分1內(nèi)設(shè)置有經(jīng)過第一部分1的球心的豎直放置的導(dǎo)管4，放射源3設(shè)置在導(dǎo)管4內(nèi)并且位于第一部分1的球心處。導(dǎo)管4的頂端設(shè)置有堵頭5，堵頭5與導(dǎo)管4采用螺紋連接。放射源3可以通過導(dǎo)管4放入或取出，當(dāng)放入放射源3后，放射源位于第一部分1的球心處，堵頭5與導(dǎo)管4螺紋連接在一起后，并利用鎖頭將堵頭5鎖到導(dǎo)管4上，防止放射源3被非法取出。

在本實施例中，第一射線快門6和第二射線快門7均為圓柱體狀，第一射線快門6和第二射線快門7的軸線與屏蔽體的第二部分2的軸線垂直且沿射線的射出方向并排設(shè)置。第一射線快門6和第二射線快門7上均開設(shè)有狹縫，當(dāng)?shù)谝簧渚€快門6和第二射線快門7上的狹縫旋轉(zhuǎn)到對齊時，放射源3的γ射線可以通過狹縫射出。現(xiàn)有技術(shù)中，采用一個圓柱狀的射線快門，為達(dá)到較好的屏蔽效果，該圓柱一般會做的較大，例如其直徑為154mm，軸長為400mm，總重量為138kg。采用本實用新型的放射源屏蔽容器，要達(dá)到相同的屏蔽效果，兩個圓柱形射線快門的總重量只有62kg，比現(xiàn)有技術(shù)的單個圓柱形射線快門的總重量減輕一半。本實用新型中的射線快門組件由于重量減輕一半，從而，制造射線快門組件的成本也降低為原來的一半。

在本實施例中，第一射線快門6和第二射線快門7的兩端分別設(shè)置轉(zhuǎn)軸8，第一射線快門6和第二射線快門7的兩端分別通過轉(zhuǎn)軸8與第二部分2轉(zhuǎn)動連接。驅(qū)動機構(gòu)包括致動器、齒條10和兩個齒輪9，第一射線快門6和第二射線快門7的位于同側(cè)的轉(zhuǎn)軸8上分別固定裝配有齒輪9，齒條10同時與兩個齒輪9嚙合，致動器與齒條10連接用于驅(qū)動齒條10往復(fù)運動。齒條10設(shè)置在齒條支架11上，當(dāng)齒條10做前進或后退的往復(fù)動作時，與齒條10嚙合的兩個齒輪9同時向相反方向旋轉(zhuǎn)。例如，可以設(shè)置為當(dāng)齒條10前進50mm時停止運動，此時，第一射線快門6和第二射線快門7同時向相反方向旋轉(zhuǎn)90°，第一射線快門6和第二射線快門7的狹縫對齊且連通，射線準(zhǔn)直器12的狹縫此時與射線快門組件的狹縫處于同一平面，放射源3的γ射線通過射線快門組件的狹縫并經(jīng)過射線準(zhǔn)直器12的狹縫射出；接著，當(dāng)齒條后退50mm時停止運動，此時，第一射線快門6和第二射線快門7同時向相反方向旋轉(zhuǎn)90°，第一射線快門6和第二射線快門7的狹縫與γ射線的射出方向垂直，γ射線被擋住，不能射出。

本實施例中，致動器可以為電磁推動器、電液推動器、電動推桿或直線行程電動執(zhí)行器。例如，可以是長行程電磁推動器或長行程電力液壓推動器。試用結(jié)果發(fā)現(xiàn)：前者的優(yōu)點是開關(guān)射線快門組件迅速，約在≤0.2秒能夠完全打開射線快門組件，并且其工作電壓為220VAC，與一般的公路收費站的電壓相同(多數(shù)收費站沒有380VAC電源或者距380VAC配電柜很遠(yuǎn))；前者的缺點是撞擊、震動較強，零件機械損傷較大；后者的優(yōu)點是開關(guān)射線快門組件速度適中，約在≤0.5秒內(nèi)完全打開射線快門組件，震動較?。缓笳叩娜秉c是其工作電壓380VAC不同于一般的公路收費站的電壓220VAC。

本實施例中，第一射線快門6和第二射線快門7均由鎢合金材質(zhì)制成，屏蔽體采用鉛制成，射線準(zhǔn)直器12采用鋼制成。鉛的密度為11.34g/cm³，鎢合金的密度為18.5g/cm³，厚度為136mm的鎢對鈷-60放射源3發(fā)出的γ射線的衰減倍數(shù)為2×10⁵，而相同尺寸的鉛對鈷-60放射源3發(fā)出的γ射線的衰減倍數(shù)為2×10³，鎢比鉛的衰減能力大100倍。在放射源屏蔽容器的關(guān)鍵部位及射線快門組件中采用鎢合金材料大大提高了屏蔽效果，屏蔽系數(shù)可達(dá)到5×10⁵。這種放射源屏蔽容器的屏蔽效果極佳，安全性能良好，可以應(yīng)用于高速公路綠色通道車輛檢查系統(tǒng)中。按照本實用新型的放射源屏蔽容器生產(chǎn)的25套產(chǎn)品，可以達(dá)到使公眾照射年有效劑量≤0.1mSv，比國家標(biāo)準(zhǔn)GB18871-2002規(guī)定的公眾照射年有效劑量限值(1mSv)小10倍。

本實施例中，第一射線快門6和第二射線快門7上允許射線射出的狹縫的寬度均為4mm～8mm；射線準(zhǔn)直器12上允許射線射出的狹縫的寬度為4mm～8mm、長度為400mm～800mm，以將射線約束成水平張角為0.1°～0.2°，垂直張角為60°～80°的扇形窄束。其中，狹縫的寬度是指，在圖1示出的放射源屏蔽容器中，在垂直于紙面的方向上，狹縫所開設(shè)的距離。狹縫的長度是指，在圖1示出的放射源屏蔽容器中，沿第二部分2的圓柱體的軸向方向上，狹縫所開設(shè)的距離。例如，第一射線快門6和第二射線快門7的狹縫的寬度為6mm，當(dāng)狹縫與γ射線的射出方向垂直時，阻擋γ射線的鎢合金的射線快門組件的屏蔽層厚度是第一射線快門6和第二射線快門7的直徑之和減去兩個狹縫的寬度。如，圓柱體的第一射線快門6和第二射線快門7的直徑為80mm，此時，屏蔽層厚度是80×2-6×2＝148mm，查表可知，148mm厚的鎢合金屏蔽層對鈷-60放射源3發(fā)射的γ射線的衰減倍數(shù)是5×10⁵。

在本實施例中，放射源3可以為鈷-60、銫-137、銥-192、鐳-226、鋇-133，放射源3的放射性活度為：2.96х10⁸貝可～1.11х10¹³貝可。

在本實施例中，放射源屏蔽容器還包括用于指示射線快門組件處于開啟或關(guān)閉狀態(tài)的快門狀態(tài)顯示裝置。操作人員通過主控計算機輸入開或關(guān)的命令，驅(qū)動驅(qū)動機構(gòu)動作，進而齒條10前進或后退。快門狀態(tài)顯示裝置由兩個通過齒條11觸發(fā)的接近式行程開關(guān)和與行程開關(guān)連接的指示燈組成，當(dāng)齒條10上的指示棒接近于行程開關(guān)的“開”位置時，主控計算機的屏幕上的紅色指示燈閃亮，并且放射源屏蔽容器上方的紅色指示燈閃亮警示人們不要靠近。當(dāng)需要關(guān)閉射線快門組件時，主控計算機控制切斷致動器的電源，致動器在內(nèi)置復(fù)位彈簧的作用下縮回推桿，射線快門組件在外置復(fù)位彈簧的作用下自動關(guān)閉。當(dāng)齒條10上的指示棒接近行程開關(guān)的“關(guān)”位置時，主控計算機的屏幕上的綠色指示燈閃亮，并且放射源屏蔽容器上方的紅色指示燈滅掉，提示人們射線快門組件已關(guān)，無射線射出。

本實施例中，放射源屏蔽容器還包括底座13和外罩，屏蔽體、驅(qū)動機構(gòu)、快門狀態(tài)顯示裝置以及齒條支架11均固定設(shè)置在底座13上，并且通過預(yù)埋地腳螺栓與鋼筋混凝土基礎(chǔ)連接。通過調(diào)整底座13與鋼筋混凝土基礎(chǔ)水平面的夾角，可以調(diào)整射線準(zhǔn)直器12的狹縫的上揚角度。外罩罩設(shè)在底座13、屏蔽體、驅(qū)動機構(gòu)以及快門狀態(tài)顯示裝置外，外罩由方形鋼管和2mm厚的鋼板焊接形成，外罩下部框架由預(yù)埋地腳螺栓固定在鋼筋混凝土基礎(chǔ)上。設(shè)置外罩，可以防風(fēng)、防雨、防塵和防盜，外罩門上設(shè)置有安全連鎖裝置和聲光報警系統(tǒng)，防止未經(jīng)授權(quán)的人員擅自接觸放射源3，是放射源3的實體保護箱體。

以上實施例僅為本實用新型的示例性實施例，不用于限制本實用新型，本實用新型的保護范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本實用新型的實質(zhì)和保護范圍內(nèi)，對本實用新型做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本實用新型的保護范圍內(nèi)。