[0001] 本发明属于核技术应用—放射性污染去除技术领域，具体涉及一种密封放射源内外包壳表面污染物清洗方法及装置。

[0002] 在密封放射源开放性生产过程中，内外包壳表面不可避免会产生放射性沾污。按照国家标准要求，密封放射源表面放射性污染总量必须去除到200Bq以下，因此在钴‑60工业源的生产过程中，必须研发一种工艺和设备对放射源的内外包壳表面进行有效清洗去污，以满足国家标准眼球。对钴‑60工业源开放性生产而言，在钴棒束拆解、放射源分装、焊接、转运等过程中，放射性钴‑60会与热室中油性物质形成一种黏性污染物，进而以物理吸附的方式存在用于存储钴‑60放射源的包壳表面；此外，在焊接与强γ场的双重效应下，外溢的钴‑60微粒在高温下氧化为2价态，与空气中的被电离的静电尘埃易牢固结合后形成气溶胶，加之钴‑60具有顺磁属性，最终吸附在包壳表面难以去除。

[0003] 目前，国内外放射源清洗去污的常见方法为化学去污法，即使用多种化学去污剂浸泡密封放射源，通过表面激发表面污染无的活性并形成络合物，之后在特种化学溶剂作用下脱落，形成放射性废液排放收集。该方法去除效率低、代价高、废物量大、放射性废液难以处理、辐射污染风险高，其带来的负面影响、高昂代价和成本都对钴‑60工业源的生产造成难以持续的不利影响，甚至影响到企业自身的正常运营。因而，如何优化工艺设备，提高对包壳清洗的效率，降低辐射污染的风险，降低废物产量，乃至实现钴‑60工业源自动化生产就非常具有必要性。

[0028] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、 “另一端”、 “外侧”、 “上”、 “内侧”、 “水平”、 “同轴”、 “中央”、 “端部”、 “长度”、 “外端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0029] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0030] 如图1所示，一种密封放射源内外包壳表面污染物清洗，包括包壳清洗台1、吸尘风机、干冰制造模块和包壳清洗模块。干冰制造模块用于向包壳清洗模块提供干冰，通过干冰对含有放射性包壳进行清洗。吸尘风机用于集中排出通过干冰清洗剥落的放射性污染物，并通过吸尘风机内的滤芯对放射性污染物进行收集。

[0031] 如图1‑3所示,包壳清洗模块包括限位驱动组件2和包壳清洗组件3。其中，包壳清洗组件3用于将输入的干冰喷射到放置在包壳清洗台1上的含有放射性污染物的被清洗包壳8上。限位驱动组件2用于对被清洗包壳8的位置进行限定，并驱动被清洗包壳8进行周向转动，使得包壳清洗组件3喷射的干冰能够对被清洗包壳8各个部位进行均匀喷射。

[0032] 具体的，如图2所示，限位驱动组件2包括安装架2‑1、旋转轴2‑2和周向驱动组件4。其中，安装架2‑1固定在包壳清洗台1上，且位于包壳清洗组件3的正下方。两根间隔设置的旋转轴2‑2均转动连接在安装架2‑1上，之间的间隔空间形成用于对被清洗包壳8清洗的清洗区域。两根旋转轴2‑2在周向驱动组件4的驱动下进行转动，并带动清洗区域内的被清洗包壳8进行转动，进而实现使得包壳清洗组件3喷射的干冰能够对被清洗包壳8各个部位进行均匀喷射。

[0033] 进一步的，两根旋转轴2‑2上均间隔设置有多个转轮2‑3。转轮2‑3通过螺钉固定在旋转轴2‑2上。通过转轮2‑3进一步对被清洗包壳8夹持限位，确保当两根旋转轴2‑2转动时，被清洗包壳8能够同步转动，避免发生打滑现象。

[0034] 进一步的，旋转轴2‑2的长度与被清洗包壳8相适应。安装架2‑1的两端均设置有限位件2‑4。限位件2‑4能够沿着旋转轴2‑2长度方向进行调节，并在调整至与被清洗包壳8长度相适应的位置后，通过螺钉锁定。清洗时，被清洗包壳8通过机械臂放置在两个限位件2‑4之间，并通过限位件2‑4对其两端进行限位，避免了旋转轴2‑2在驱动被清洗包壳8转动时，被清洗包壳8沿着轴向进行滑移。

[0035] 如图7所示，周向驱动组件4包括周向驱动电机。其中一根旋转轴2‑2与周向驱动电机的输出轴相连接，能够在能够在周向驱动电机的驱动下进行转动。

[0036] 具体的，两根旋转轴2‑2上分别设置有相互啮合的齿轮。工作时，通过周向驱动电机驱动其中一根旋转轴2‑2转动进行转动，在两个相互啮合的齿轮的传动下，驱动两根旋转轴2‑2进行转动，进而驱动位于限位区域的被清洗包壳8进行转动。

[0037] 如图3所示，包壳清洗组件3包括清洗喷头3‑1、安装底座3‑2和位移驱动组件5。清洗喷头3‑1通过安装底座3‑2滑动连接在包壳清洗台1上，并在位移驱动组件5的驱动下，往复运动，用于将输入的干冰喷射到被清洗包壳8上。

[0038] 具体的，包壳清洗台1上设有与安装架2‑1相对应的支撑支架。支撑支架上转动连接有螺纹杆3‑3。安装底座3‑2上开设有与螺纹杆3‑3相配合的螺纹孔。螺纹杆3‑3穿过螺纹孔，且与螺纹孔螺纹配合。螺纹杆3‑3能够在位移驱动组件5的驱动下进行正反向的转动，进而带动安装底座3‑2上的清洗喷头3‑1沿着安装架2‑1上的清洗区域进行往复移动，对清洗区域内的被清洗包壳8充分清洗。

[0039] 在本实施例中，两个支撑支架之间固定有两根导向杆。安装底座3‑2上开设有与两根导向杆相配合的限位孔。两根导向杆分别穿过两个限位孔，用于避免安装底座3‑2通过螺纹杆3‑3驱动过程中，随螺纹杆3‑3同步自转。

[0040] 进一步的，在本实施例中，清洗喷头3‑1通过固定架3‑4安装在安装底座3‑2上。其中，固定架3‑4的顶部与安装底座3‑2转动配合。支撑支架的两端均设有与固定架3‑4相配合的顶针3‑5。

[0041] 在清洗过程中，清洗喷头3‑1在固定架3‑4和顶针3‑5的配合下，具有两种工作状态，分别为表面清洗状态和端部清洗状态。初始状态时，固定架3‑4与清洗喷头3‑1在重力作用下呈竖直向下的表面清洗状态，对位于清洗喷头3‑1正下方的被清洗包壳8的表面进行干冰清洗。当位移驱动组件5驱动清洗喷头3‑1运动至支撑支架两侧端部时，设置在支撑支架上的顶针3‑5配合固定架3‑4，带动清洗喷头3‑1切换为端部清洗状态，对被清洗包壳8两侧端部表面进行干冰清洗作业。

[0042] 如图4和5所示，在本实施例中，包壳清洗台1分为清洗台主体1‑1和清洗台背板1‑2。其中，清洗台背板1‑2的顶部铰接设置有罩壳1‑3。罩壳1‑3在机械手的驱动下，能够在封闭清洗台主体1‑1台面和开放清洗台主体1‑1台面之间切换。当罩壳1‑3转动至封闭清洗台主体1‑1的位置时，罩壳1‑3与清洗台背板1‑2相配合，形成封闭包壳清洗模块中清洗区域的清洗腔室，使得被清洗包壳8表面的放射性污染物在通过干冰清洗时，能够被束缚在清洗腔室中，避免因大量的干冰清洗使得小颗粒的放射性污染物呈悬浮状态逃离。

[0043] 进一步的，如图5所示，包壳清洗台1上设有与清洗区域相配合清洗风道6。清洗风道6设置清洗区域的正下方。

[0044] 在本实施例中，清洗风道6的两端分为输入口和输出口。其中，输入口呈上大下小的喇叭口状，使得通过干冰清洗而剥落的放射性污染物能够通过清洗风道6集中输出。吸尘风机上进风口通过的管道与清洗风道6的输出口相连接。在清洗过程中，吸尘风机对清洗腔室内提供吸力，对被剥落并悬浮的放射性污染物集中输出，并通过吸尘风机内的滤芯进行收集。

[0045] 如图7所示，位移驱动组件5包括位移驱动电机和第一传动连杆5‑1。其中，第一传动连杆5‑1转动连接在清洗台背板1‑2上，能够在位移驱动电机的驱动下进行转动。第一传动连杆5‑1的端部固定有第一锥齿轮5‑2。螺纹杆3‑3的末端固定有与第一锥齿轮5‑2相配合的第二锥齿轮5‑3。

[0046] 工作时，第一传动连杆5‑1在位移驱动电机进行转动。通过第一锥齿轮5‑2和第二锥齿轮5‑3的相互配合，驱动螺纹杆3‑3进行转动，进而驱动清洗喷头3‑1沿着清洗区域往复运动。

[0047] 如图6所示，在本实施例中，该装置还包括用于存放包壳清洗模块的清洗箱体7。清洗箱体7对包壳清洗台1外围形成密闭环境，以此减少被清洗包壳8上的放射性污染物对外界的影响。

[0048] 进一步的，在本实施例中，包壳清洗模块共有两个，分为内包壳清洗模块和外包壳清洗模块，分别用于对内包壳和外包壳进行清洗。

[0049] 如图7所示，内包壳清洗模块中的周向驱动组件4还包括第二传动轴4‑1。其中，第二传动轴4‑1转动连接在清洗台背板1‑2上，且端部固定有用于传动的第三锥齿轮4‑2。安装在安装架2‑1上的其中一根旋转轴2‑2上固定有与第三锥齿轮4‑2相啮合的第四锥齿轮4‑3。工作时，通过周向驱动电机驱动第二传动轴4‑1进行转动，在第三锥齿轮4‑2和第四锥齿轮
4‑3的配合下，驱动对应的旋转轴2‑2进行转动。在两根旋转轴2‑2上的齿轮配合下，两根旋转轴2‑2配合转动下，驱动被清洗包壳360°转动。

[0050] 进一步的，周向驱动电机的输出轴上安装有第三传动轴。第三传动轴的内端与第二传动轴4‑1之间通过万向联轴器相连接。

[0051] 本发明用于放射源内外包壳的清洗方法包括以下步骤：步骤一、打开设置在包壳清洗台1上罩壳1‑3，根据被清洗包壳8的尺寸长度，调节
两个限位件2‑4的间距，并锁定。

[0052] 步骤二、通过机械臂将被清洗包壳8放置在两根旋转轴2‑2之间的清洗区域内，并在放置完成后通过机械臂将罩壳1‑3翻转，笼罩包壳清洗台1的台面。

[0053] 步骤三、制备干冰；通过干冰制备装置内的铣刀将干冰快高速旋铣成0.2‑3毫米（可调）的均匀颗粒；步骤四、通过干冰喷射机将旋铣生成的干冰颗粒输送至清洗喷头3‑1，并通过清洗
喷头3‑1喷射至被清洗包壳8的外表面。其中，干冰喷射管路压力持续保持在0.1‑1MPa以上、干冰喷射温度持续保持在‑78℃以下。

[0054] 步骤五、被清洗包壳8在周向驱动组件4的驱动下进行360°的转动。同时，清洗喷头3‑1在位移驱动组件5的驱动下进行往复运动，将输入的干冰均匀的喷射到被清洗包壳8各部位上。

[0055] 步骤六、启动吸尘风机，吸尘风机将从被清洗包壳8上剥落的放射性污染物集中输出，并通过吸尘风机内的滤芯对放射性污染物进行收集。

[0056] 步骤七、打开罩壳1‑3，通过机械臂取下被清洗包壳8，完成被清洗包壳8表面的清洗。

[0057] 最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。