技术领域
[0001] 本发明属于中子物理及中子源技术领域，具体地说涉及一种用于辐射转化靶的冷却系统。
相关背景技术
[0002] 中子源是一个极其有用的核数据测量研究工具，可以为核天体物理研究、核能开发及引用提供所需的核数据测量，在中子照相、中子治疗及中子辐照效应(例如材料辐照损伤、生物效应等)等核技术方面有着广泛的应用。基于强流的电子直线加速器是采用高流强的电子束轰击高原子序数的辐射转化靶而产生高能的γ射线，高能的γ射线再次轰击辐射转化靶而产生中子。高能的电子束在轰击辐射转化靶时，几乎全部的电子束能量被沉积在靶体上，导致靶体温度瞬间升高，因此，需要对辐射转化靶进行冷却，避免发生靶体的熔化损坏，影响装置的稳定运行。
具体实施方式
[0041] 为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本发明创造。
[0042] 实施例一：
[0043] 如图1、图3以及图9所示，一种用于辐射转化靶的冷却系统，包括内壳体200以及套设于所述内壳体200外部的外壳体100，所述外壳体100与所述内壳体200间隙配合以形成冷却液注入腔001、冷却液输出腔002以及冷却液输出流通腔004。
[0044] 具体的，内壳体200的顶部与冷却液注入腔001连通，其内部为冷却液注入流通腔003，辐射转化靶900位于冷却液注入流通腔003的内部。同时，所述冷却液注入腔001与所述冷却液输出腔002分隔设置，所述冷却液输出腔002通过所述冷却液输出流通腔004与所述冷却液注入流通腔003连通。
[0045] 值得说明的是，冷却液注入腔001、冷却液注入流通腔003、冷却液输出流通腔004以及冷却液输出腔002依次连通形成冷却线路，对辐射转化靶900的靶片进行散热，提高辐射转化靶900的束流耐受能力。
[0046] 本技术方案进一步设置为，辐射转化靶900采用叠片靶结构，具体的，多个靶片间隙排列并装载在靶托内形成辐射转化靶900，冷却液在相邻靶片的间隙中由上至下流过，对辐射转化靶900进行散热冷却。
[0047] 值得说明的是，冷却液一般采用重水或者轻水，受高能电子束或者中子等离子辐照后的冷却液会产生腐蚀靶片的不良物质，例如过氧化氢、氢气等产物，因此，在靶片上镀有保护层，以达到提高辐射转化靶900的耐腐蚀寿命。优选的，保护层的材质为Cr‑N、Cr‑C或Cr‑C‑N，具有抗过氧化氢腐蚀、耐高温、耐磨损等特性。
[0048] 如图2所示，所述外壳体100的外壁上设有连接耳700，连接耳700与安装架800通过螺栓连接，并固定于工作面上，以保证稳定性。
[0049] 如图3和图7所示，所述内壳体200为顶部封闭且底部敞口结构，其侧壁上开设有与所述冷却液注入腔001连通的进液孔以及用于放置所述辐射转化靶900的安装孔207。
[0050] 具体的，所述进液孔位于所述内壳体200的顶部，所述安装孔207位于所述内壳体200的底部。
[0051] 本实施例中，所述进液孔为圆形孔和/或腰形孔，所述安装孔207为方形孔。
[0052] 值得说明的是，安装孔207与辐射转化靶900间隙配合，安装孔207的底部设有导向槽，以保证辐射转化靶900可以顺利的被推进和推出。
[0053] 本技术方案进一步设置为，所述安装孔207围绕所述内壳体200的中轴线对称的设有2个，所述辐射转化靶900的靶片正对所述安装孔。相对应的，内壳体200与辐射转化靶900相对的底面为非封闭结构，便于冷却液流通。
[0054] 如图1和图4所示，所述外壳体100为顶部敞口且底部封闭结构，所述外壳体100的侧壁上设有正对所述安装孔207的电子束透过窗101。
[0055] 值得说明的是，电子束透过窗101能够保证电子束不受阻碍的轰击在辐射转化靶900上。优选的，电子束透过窗101的材质为金刚石，其直径根据电子束直径设计为约20mm‑
35mm，同时，金刚石的强度可以承受高压的冷却液通过而不受损环，并具有耐腐蚀性。
[0056] 如图1、图3和图9所示，所述冷却液输出腔002位于所述冷却液注入腔001的下方，所述外壳体100上设有与所述冷却液注入腔001连通的进液管接头500以及与所述冷却液输出腔002连通的出液管接头600。
[0057] 值得说明的是，冷却液通过进液管接头500注入冷却液注入腔001，位于冷却液输出腔002内的冷却液由出液管接头600排出。优选的，进液管接头500围绕外壳体100的中轴线对称的设有2个，出液管接头600围绕外壳体100的中轴线对称的设有2个。
[0058] 如图7和图8所示，所述内壳体200的顶部设有进液密封盘202，所述进液密封盘202呈圆形，其外圆周上设有相间隔的多个第一开槽203。
[0059] 本技术方案进一步设置为，进液密封盘202上设有吊环201，吊环201呈倒U型并焊接在进液密封盘202上，吊环201与靶起吊钩连接，用于将内壳体200与辐射转化靶900吊离出外壳体100。
[0060] 如图1、图3、图6和图7所示，所述外壳体200上套设有密封卡环300，所述密封卡环300的内圆周上相间隔的设有第二开槽301。
[0061] 值得说明的是，位于相邻2个第一开槽203之间的部分能够从第二开槽301穿过，即相邻2个第一开槽203的间距小于第二开槽301的槽长。同时，上楔形块302的斜面朝向辐射转化靶900设置。
[0062] 本技术方案进一步设置为，所述密封卡环300的内圆周上相间隔的设有多组上下对称的上楔形块302和下楔形块303。
[0063] 值得说明的是，下楔形块303与上楔形块302的最大间距大于进液密封盘202的厚度，下楔形块303与上楔形块302的最小间距小于进液密封盘202的厚度。
[0064] 本技术方案进一步设置为，所述外壳体100上设有驱动所述密封卡环300沿着外壳体100的中轴线转动的密封气缸400。
[0065] 本技术方案进一步设置为，所述外壳体100上设有支撑耳102，所述密封卡300环以及所述密封气缸400均位于所述支撑耳102的上方。
[0066] 具体的，密封气缸400的缸体端与支撑耳102固定连接，密封卡环300的外圆周上设有卡环翼耳304，密封气缸400的活塞端与卡环翼耳304铰接。
[0067] 值得说明的是，密封卡环300在密封气缸400驱动下旋转时，上楔形块302与下楔形块303在密封卡环300的带动下旋转，上楔形块302对进液密封盘202施加向下的作用力，以提高进液密封盘202与外壳体100之间的密封性，防止冷却液发生泄漏，达到水路密封的目的。
[0068] 优选的，密封气缸400设有2个，且2个密封气缸400的设置方向相反，当2个密封气缸400同时启动时，使得密封卡环300旋转并形成一对力偶。
[0069] 如图5和图7所示，所述内壳体200上还设有第一进出液密封盘204，且所述第一进出液密封盘204位于所述进液孔的下方，所述第一进出液密封盘204上设有定位孔205。
[0070] 本技术方案进一步设置为，所述外壳体100的内壁上设有用于承托所述第一进出液密封盘204的第二进出液密封盘103，所述第二进出液密封盘103上设有与所述定位孔205匹配的定位销104。
[0071] 值得说明的是，第一进出液密封盘204与第二进出液密封盘103相配合，以分隔冷却液注入腔001与冷却液输出腔002。
[0072] 本技术方案进一步设置为，所述内壳体200的外壁上设有定位翼206，所述外壳体100的内壁上设有与所述定位翼206相对应的定位翼导向105，所述定位翼导向105与所述定位翼206相插接。
[0073] 本技术方案进一步设置为，所述定位翼导向105为Y型结构，Y型结构的开口向上。同时，所述定位翼导向105沿着外壳体100的周向均布有多个，相对应的，定位翼206沿着内壳体200的周向均布有多个。
[0074] 值得说明的是，定位翼206与定位翼导向105相配合，对内壳体200与外壳体100起到初步定位作用，定位孔205与定位销104相配合，对内壳体200与外壳体100起到精确定位作用，提高内壳体200与外壳体100的同轴度。
[0075] 使用时，将内壳体200从外壳体100顶部同轴地向下穿入，定位翼206在定位翼导向105的引导向下，保证了内壳体200与外壳体100的同轴度，起到初步定位作用。当定位销104嵌入定位孔205时，使得内壳体200被精确定位在外壳体100的轴线上。启动密封气缸400，在密封气缸400的驱动下，密封卡环300发生旋转，上楔形块302对进液密封盘202施加向下的作用力，从而实现进水水路的密封。同时，内壳体200与外壳体100之间形成冷却液注入腔
001、冷却液输出腔002以及冷却液输出流通腔004，经过进液管接头500的冷却液注入冷却液注入腔001，透过进液孔流入到冷却液注入流通腔，冷却液注入流通腔内的高压冷却液被挤入靶片间隙内，辐射转化靶900上所沉积的热量在高压冷却液的作用下，被冷却液带走。
从靶片间隙流出的冷却液射入到外壳体100内，然后经过外壳体100与内壳体200之间的间隙(冷却液输出流通腔004)流入冷却液输出腔002，并流出出液管接头600，从而形成辐射转化靶900的冷却水路。
[0076] 以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。
