CN101149993B - 氡放射源及其制造方法及安放了该氡放射源的桑拿装置 - Google Patents

Abstract

将经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣经压制成形，制成具有固定形状的物体后，再将该物体进行干燥和固化，或继续将固化后的物体进行烧结，即可制得具有一定硬度的氡放射源，该氡放射源放射出以半衰期为3.82天的氡同位素。该专利还公开了一种桑拿装置，在桑拿室的内壁上设置有安放了所述氡放射源的支撑物，所述的桑拿室设置有双层门，因此可令使用者高效率的吸入氡放射源所放出的氡。

Description

氡放射源及其制造方法及安放了该氡放射源的桑拿装置

技术领域

本发明涉及一种氡放射源及其制造方法及安装了氡放射源的桑拿装置，更具体地说，本发明涉及一种以放出半衰期为3.82天的氡同位素为主的氡放射源及其制造方法，及可令使用者高效率吸入所放出的氡的桑拿装置。 

背景技术

天然氡温泉可用于治疗癌症、风湿等症，其治疗机理为温泉中含有的微量放射性氡元素对生物体所产生的毒物刺激效果。 

所述的毒物刺激效果是指生物体受到微量有毒有害物质的刺激后可产生的有益效果。患者通过呼吸将氡温泉中释放的氡气摄入体内，氡在肺部经气体交换溶入血液，随血液循环分布至全身，在此过程中对细胞发挥毒物刺激效果。氡在通常状态下为惰性气体，但易溶于水，但若将氡溶解在水中后再摄入体内，则大部分会被直接排出体外，无法在被排出前发挥毒物刺激效果。 

最近，已出现人造氡温泉的设备，该设备将从天然铀衰变生成的放射性镭矿石安放在桑拿室内，利用放射性镭的核裂变产生氡，即可制造出与天然氡温泉效果相当的人造氡温泉。 

氡元素有三种同位素，其半衰期分别为：3.96秒、55.6秒、3.82天。半衰期为55.6秒的氡同位素也被称为钍射气，是钍元素衰变后的产物。与半衰期为3.82天的氡同位素相比，该钍射气的寿命非常短，即使有采用钍射气作为放射源的人工温泉，其效果也有待质疑。半衰期为3.96秒的氡同位素完全没有在医疗上使用的价值。半衰期为3.82天的氡同位素是铀238衰变后的产物，氡温泉中的有效成分即为此氡同位素。 

人工氡温泉的代表技术为被称为岩盘浴的现有技术。日本发明2005-342078公报公开了一种岩盘浴，其构成为：将氡或铀矿石铺设于地板上或水中。但此实施方式有如下不足之处： 

1、氡气通过暴露在空气中的矿石表面向空气中扩散，而安放在地板上的矿石与空气相接触的表面积相对较少，扩散慢； 

2、氡气的密度比空气大，矿石安放在地板上，其扩散出来的氡气难以被位于地面上方的人体吸入； 

3、若将矿石安放在水中，则氡气会溶解于水； 

4、为避免氡气扩散殆尽，须将浴室密封； 

5、将铀矿石铺设于地板上后，其与空气接触的表面积少，故放射出的辐射剂量小。且铺设于地板上的油矿石很可能与使用者的皮肤直接接触，导致感染等皮肤疾病。 

在日本发明2003-255088公报中公开了将可放出微量放射线的物质用于疗养的方法，但其中并未特别提及半衰期为3.82天的氡同位素的使用。该专利虽然提到在作为放射源的烧结体中包含有镭矿石的粉末，但其中将所述粉末进行烧结的烧结温度为1800摄氏度，而镭的沸点为1140摄氏度，因此在烧结过程中镭会挥发损失殆尽，导致在使用中无法产生氡。 

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种以放出半衰期为3.82天的氡同位素为主的氡放射源及其制造方法，及可令使用者高效率吸入所放出的氡的桑拿装置。 

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是： 

一种氡放射源，该氡放射源为放射出半衰期为3.82天的氡同位素的氡放射源；所述的氡放射源按如下方法制得： 

(1)、将经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣经压制成形步骤，压制成具有一定形状的物体； 

(2)、将该物体进行干燥固化，制成具有一定硬度的固化物； 

(3)、该固化物为所述的氡放射源。 

所述的压制成形为真空模压成形或真空挤出成形。所述的氡放射源还可以为将所述的固化物经烧结后制得的。在所述的步骤(1)中，将经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣还要与水和粘土混合，形成混合物，将该混合物经压制成形步骤，压制成具有一定形状的物体。所述的氡放射源比重大于1.5。所述经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣为经孔隙大小为150微米的筛过筛后的颗粒物。通过调节制造所述氡放射源时所使用的所述铀矿石或所述矿渣的量，可调节所述氡放射源放出的氡的辐射剂量，该辐射剂量可被调节至任一恒定值。在所述的步骤(1)中，在所述的经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣中还加入可放射出远红外线的岩石的粉末，形成混合物，将该混合物经压制成形步骤，压制成具有一定形状的物体，所述 的岩石为石墨二氧化硅。 

一种氡放射源的制造方法，包括以下步骤： 

(1)在经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣内混合水和粘土制成混合物； 

(2)将该混合物经压制成形，制成固定形状； 

(3)将所述的被压制成固定形状的混合物进行烧结制得所述的氡放射源，所述的烧结步骤的温度为在镭的熔点与沸点之间。 

所述的烧结步骤的温度为700～850摄氏度。所述的混合物中水的重量百分数为4～5％。所述的经破碎或粉碎的铀矿石，或铀矿经开采后剩余的矿渣，是经孔隙大小为150微米的筛过筛后的颗粒物。所述的混合物中还包括可放射出远红外线的岩石的粉末。所述的岩石为石墨二氧化硅。 

一种安装了氡放射源的桑拿装置，该桑拿装置包括桑拿室、安放在该桑拿室内的至少一个放射出氡的氡放射源和所述桑拿室的出入口；所述的氡放射源为放射出半衰期为3.82天的氡同位素的氡放射源；所述的氡的辐射剂量大于200贝克；所述的出入口为密封设置，所述的出入口包括平行设置的两扇门。 

所述的桑拿室内的温度为37～42摄氏度，所述的桑拿装置还包括安放在所述桑拿室内的可放射出远红外线的岩石。所述的岩石为石墨二氧化硅。所述的桑拿装置还包括至少设置在所述桑拿室的内壁上的或天花板上的用于安放所述氡放射源从而使所述氡放射源与所述内壁或天花板不接触的支撑物。所述的桑拿室还包括给使用者坐的椅子和安放在该椅子上方的至少一个氡放射源，以及位于椅子上方的用于安放所述氡放射源的支撑物。所述的远红外线波长为10微米；所述的桑拿室内的湿度为50～60％。 

与现有技术相比，本发明的优点是： 

1、本发明提供的放射源使用铀238作为原料，其核裂变的产物即为半衰期为3.82天的氡222，因此能有效的产生毒物刺激效果。作为原料使用的铀238即可选用经破碎的铀矿石，也可选用铀矿矿渣，在该矿渣中含有大量铀矿石的碎片； 

2、本发明提供的桑拿装置中，氡放射源不与桑拿室的内壁接触，暴露于空气中，有利于氡气在空气中的扩散，因此可令使用者高效率吸入所放出的氡； 

3、本发明提供的桑拿装置安装了密封效果好的双层门。 

附图说明

附图1为根据本发明实施的桑拿室的剖面图； 

附图2为根据本发明实施的桑拿室的使用状态剖面图； 

附图3为支撑物的左视图； 

附图4为支撑物和氡放射源在组合使用状态下的左视图； 

附图5为支撑物和氡放射源在组合使用状态下的主视图； 

附图6为将氡放射体水平放置在支撑物上的使用状态下的主视图； 

附图7为轨道状支撑物和氡放射源的使用状态立体图； 

附图8为氡放射源的立体图。 

其中：1、桑拿室；2、放射源；3、支撑物；4、沙发；51、门；52、门；6、加热装置；7、槽；8、基座；31、沟。 

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述： 

具体实施方案如下： 

自然界存在的铀同位素中99.3％为铀238。地球上的铀或以铀矿石的形式存在，或溶解在海水中。因此，可将作为原料开采出来的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣经水洗，除去植物等杂质，再经粉碎和过筛后进行使用。 

所述的筛的孔隙大小为150微米。该粒度大小的颗粒经烧结后的硬度比较合适。 

将过筛后的颗粒物与适量的水和适量的粘土混合形成混合物，该混合物中水所占的质量百分数优选5％。将该混合物经混炼后放入形坯中，在一定的压力下模压成形。 

将成形后的混合物进行干燥和固化，即制得所述的氡放射源。 

但经此过程制成的氡放射源硬度不足，易脆断，使用时需小心。 

提高所述氡放射源的密度即可达到提高其硬度的效果，但通过常规压制成形工艺所获得的氡放射源，其密度有上限。 

本发明为提高密度，先采用真空模压成形，再经干燥即可获得足够的硬度和强度。或采用真空挤出成形代替真空模压成形，也可获得足够的强度。 

采用上述两种成形工艺后，干燥步骤只需采用自然干燥即可。 

如需获得更高的强度，可在一定温度下将所述混合物进行烧结，制成烧结 体。 

成形的形状可为板状、球状或其他任意形状。其中，优选方案为扩散表面积最大的板状。 

附图8为经上述方法烧结而成的氡放射源2的烧结体。该烧结体为边长10厘米、厚度1.0～1.2厘米的正方形板状物。该烧结物的比重为1.5，并且具有足够的硬度。 

也可选择球状的烧结体，但其氡的辐射剂量(贝克/平方米/小时)较小，因此为保证在短时间内能使密闭空间内的氡辐射剂量(贝克/立方米)达到所需值，必须加大球的表面积，或增加制作该球体的原材料的密度。采用真空模压或真空挤出成形可有效提高密度，减小空隙率，达到较高的压缩率。 

即使选用板状烧结体，也需尽量减小空隙率。将原料烧结成高密度的烧结体，可在体积不变的前提下增加氡放射源的氡产生量。烧结体的比重与氡产生量之间成正比，本实施例中，烧结体的比重至少应保证达到1.5。 

铀238经核裂变转变成镭236，镭236发生α衰变，生成氡。镭的熔点为700摄氏度，沸点为1140摄氏度，通常状态下为固体。若在将原材料压制成形后进行烧结的过程中，烧结温度过高，则镭会挥发掉，而无法产生氡。必须将烧结温度选在沸点以下，且须保证在该温度下烧结而得的烧结物能达到所需的物理强度。温度高于700摄氏度时，镭会有部分挥发，但为获得一定强度，烧灼温度最好选择800摄氏度左右。 

当烧结体的比重为1.5时，将烧结温度从730摄氏度提高到750摄氏度，烧结物几乎观察不到氡生成量的降低，同时也有足够的强度，此时获得的烧结体最好。 

发明者经尝试性试验，得到如图8所示的作为氡放射源2的烧结体，该烧结体为边长10厘米、厚1.2厘米的立方体，比重为1.5，氡辐射剂量为3贝克。 

自然界的辐射剂量约为20贝克，在欧美和中东十分常见的花岗岩制成的石室内约为200贝克，三朝温泉内为白天300～400贝克，晚上高达1500贝克。因此可认为辐射剂量在200贝克左右的环境，对疾病的治疗和保健均能起到有益效果。 

附图8所示的氡放射源2其放射出的辐射剂量仅为3贝克，与自然界的浓度相比很少，仅一块该氡放射源2则无论在储存中或使用中与人体相接触，也不会产生影响。若将数块所述的氡放射源同时安放于固定空间内，使该空间内 的辐射剂量高于200贝克，人处在该空间内一定时间，即可因毒物刺激效果而获得治病或保健的功效。 

若将所述立方体氡放射源的长或宽或厚的尺寸成倍提高，则其可放射出的辐射剂量也可相应的成倍提高。 

接下来结合附图，对可使人高效吸入氡的桑拿装置进行说明。 

如前文所述，必须使充斥有氡的空间处于密封状态，否则氡会很快扩散殆尽。同时，若氡被溶解于水中并随水被人摄入体内，也会被直接排出而无法起到毒物刺激效果。 

如附图1和附图2所示，所述的桑拿室1为木质结构或混凝土结构。在该桑拿室1的内壁上，沿纵向设置了多个木质支撑物3，该支撑物3用于安放多块所述的板状氡放射源2。 

沙发4供使用该桑拿室1的疗养者坐。 

入口处采用双层门构造，门51和门52均为拉门。双层门可防止桑拿室1内的空气外泄，使该桑拿室1成为完全封闭的空间，内部的氡气无法泄出。该双层门结构可保证桑拿室1内的氡辐射剂量保持200贝克。 

在桑拿室1内安放的氡放射源2数目需保证其辐射剂量达到上述要求。 

加热装置6包括加热器和石墨二氧化硅，该加热装置6使桑拿室1内的空气温度保持在40摄氏度左右。在加热器和石墨二氧化硅的作用下，该加热装置6可放出波长为10微米的远红外线。 

如附图3所示，在支撑物3上朝向桑拿室1内部的方向水平开有数个槽7，该槽7的作用是夹住所述的放射源2。所述的槽7开口斜向上方，该开口方向可保证放射源2能被夹稳在槽7中不会掉出。也可如附图6所示，将槽7的开口方向设为水平，朝向桑拿室1内部。无论采取何种槽7的开口方式，每根支撑物3均同时支持左右两侧的氡放射源2。 

所述的放射源2为厚度在1.0～1.5厘米之间的立方体，长度优选50厘米。虽然增加该放射源2的长度有利于桑拿室1的施工，但太长容易折断，故不宜过长。 

所述的氡放射源2安放在桑拿室1的上部，即至少要高于使用者所坐的沙发4。这是因为氡的密度大于空气，使用者可以像接受淋浴一样接受从上方泻下的氡气。反之若将氡放射源2安放在沙发4的下方，则使用者无法获得相同的使用效果。 

也可将氡放射源2挂在天花板上。可使用绳或带将氡放射源2从天花板上悬挂下来。此时，该吊绳或吊带即为支撑物3。 

如附图7所述，也可将支撑物3制成一对轨道状立柱，在该立柱的内端部纵向开设沟31。将板状放射源2从上部嵌入沟31中，使之垂直落下，依次叠放在沟31之间。该支撑物3还包括用于垂直安放所述立柱的基座8，该基座可被放置在桑拿室1的任何位置上。 

无论采取上述何种实施方式，均需保证氡放射源2与桑拿室1的内壁不接触，即需保证在放射源2和桑拿室1的内壁之间留有一定空间。这种设置可保证放射提2的整个表面均能向空气中放射氡气，从而进一步提高氡辐射剂量。 

但，当单个氡放射体2的辐射剂量足够大时，也可将其直接贴附在桑拿室1的内壁上。此时，桑拿室1的内壁即为所述支撑物3。 

支撑物3的存在，增加了氡放射源2与空气的接触表面积，避免了氡放射源2与人体皮肤直接接触。 

根据本发明的发明者的试验经验，采用所述的氡放射源2，令桑拿室1内的氡辐射剂量维持在200贝克/立方米时，即可起到治疗和保健的作用，这一效果已经经过医生的确认。 

使用者在进入该桑拿室1后，可在吸入高浓度氡气的同时也接受到远红外线辐射。所吸入的氡气在肺部被血液吸收，起到疗养作用。 

桑拿室1内的温度约为40摄氏度，与人体的平均体温36.6摄氏度相当。此温度所产生的远红外线与桑拿室1内加热装置6所放出的远红外线波长均为10微米左右，故该波长的远红外线能与体内细胞所产生的远红外线产生共振，促进血液循环，起到治疗疾病和保健的作用。另外，根据经验，将桑拿室1内的湿度维持在50～60％之间，能起到较好的效果。 

又，在40摄氏度下，石墨二氧化硅的存在可进一步提高氡的毒物刺激效果。 

另外，癌细胞不耐热，因此该方法利于杀死癌细胞。 

根据本发明实施的吸入器并不仅限于上述实例，相关的技术领域的从业者，在本发明的技术思想许可的范围内，可进行不同的变化及实施。 

Claims (10)

1.一种氡放射源，其特征在于：所述的氡放射源为放射出半衰期为3.82天的氡同位素的氡放射源；

所述的氡放射源按如下方法制得：

(1)、将经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣经压制成形步骤，压制成具有一定形状的物体；

(2)、将该物体进行干燥固化，制成具有一定硬度的固化物；

所述的氡放射源为将所述的固化物经烧结后制得的；

所述经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣为经孔隙大小为150微米的筛过筛后的颗粒物。

2.根据权利要求1所述的氡放射源，其特征在于：所述的压制成形为真空模压成形或真空挤出成形。

3.一种氡放射源，其特征在于：所述的氡放射源为放射出半衰期为3.82天的氡同位素的氡放射源；

所述的氡放射源按如下方法制得：

(1)、将经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣还要与水和粘土混合，形成混合物，将该混合物经压制成形步骤，压制成具有一定形状的物体；

(2)、将该物体进行干燥固化，制成具有一定硬度的固化物；

所述的氡放射源为将所述的固化物经烧结后制得的；

所述经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣为经孔隙大小为150微米的筛过筛后的颗粒物。

4.根据权利要求1所述的氡放射源，其特征在于：所述的氡放射源比重大于1.5。

5.根据权利要求1所述的氡放射源，其特征在于：通过调节制造所述氡放射源时所使用的所述铀矿石或所述矿渣的量，能够调节所述氡放射源放出的氡的辐射剂量，该辐射剂量能够被调节至任一恒定值。

6.一种氡放射源，其特征在于：所述的氡放射源为放射出半衰期为3.82天的氡同位素的氡放射源；

所述的氡放射源按如下方法制得：

(1)、在所述的经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣中还加入能够放射出远红外线的岩石的粉末，形成混合物，将该混合物经压制成形步骤，压制成具有一定形状的物体；

(2)、将该物体进行干燥固化，制成具有一定硬度的固化物；

所述的氡放射源为将所述的固化物经烧结后制得的；

所述经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣为经孔隙大小为150微米的筛过筛后的颗粒物。

7.根据权利要求6所述的氡放射源，其特征在于：所述的岩石为石墨二氧化硅。

8.一种氡放射源的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)在经破碎或粉碎的铀矿石、或铀矿经开采后剩余的矿渣内混合水和粘土制成混合物；

(2)将该混合物经压制成形，制成固定形状；

(3)将所述的被压制成固定形状的混合物进行烧结制得所述的氡放射源，所述的烧结步骤的温度为在镭的熔点与沸点之间；

所述的经破碎或粉碎的铀矿石，或铀矿经开采后剩余的矿渣，是经孔隙大小为150微米的筛过筛后的颗粒物。

9.根据权利要求8所述的氡放射源的制造方法，其特征在于：所述的烧结步骤的温度为700～850摄氏度。

10.根据权利要求8所述的氡放射源的制造方法，其特征在于：所述的混合物中水的重量百分数为4～5％。

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