CN102735312A - 低活度钴-60棒状料位源及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低活度钴-60棒状料位源，包括包壳、密封塞及源芯，所述源芯设于所述包壳内，所述滤芯的表面设有钴-60镀层。本发明还公开了一种制备所述低活度钴-60棒状料位源的方法，该方法包含以下步骤（1）源芯预处理；（2）钴-60镀液的配制；（3）源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯。通过在源芯的表面设置钴-60镀层，将钴-60定量均匀镀于源芯上，源芯钴-60镀层的钴-60活度为111MBq～300MBq且钴-60活度按源芯轴向均匀分布，满足对源芯钴-60活度要求活度低的料位计。避免了常规钴-60棒状料不能准确获得与特定料位计要求的低活度，且钴-60活度按轴向分布不均匀的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及一种料位源及其制备方法，特别是涉及一种低活度钴-60棒状料位源及其制备方法。
背景技术
常规钴-60棒状料位源由一个或多个活性段组成。活性段由活化后的金属钴丝或钴箔绕在Φ3mm不锈钢棒上，并焊封在不锈钢包壳内制成。各段之间采用螺纹式或铰链式连接，活度一般为1GBq～14GBq，活度按轴向具有某种特定的活度分布，在料位测量中能够实现线性刻度。目前常规钴-60棒状料位源在国内外工业领域得到了广泛应用。
目前特定料位计要求活度低于0.3GBq且活度按轴向呈均匀分布的低活度钴-60棒状料位源，常规钴-60棒状料位源无法满足其要求。
常规钴-60棒状料位源制备主要方法有两种。一种方法是将经反应堆辐照后的钴镍合金丝放射源线性强度分布要求绕在Φ3mm不锈钢棒上，然后装入1Cr18Ni9Ti不锈钢管经焊接密封而成。（《原子能科学技术》5，594（1980））；另外一种是中国专利CN86100035A公开的一种方法，它用含钴箔材在辐照前按照源强分布来裁剪含钴箔材料，将裁剪好的材料称重计算钴的含量，加工成适宜照射的形状，经反应堆中辐照后装在不锈钢套管经焊接密封。常规钴-60棒状料位源由于需要采用反应堆辐照钴镍合金丝或钴镍合金箔，源活度与反应堆中子通量、辐照时间等因素有关，因反应堆中子通量分布不确定性，很难准确获得与棒状源要求一致的活度，不适宜于制备低活度钴-60棒状料位源。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题而提供一种制备简单、活度轴向均匀分布的低活度钴-60棒状料位源；同时还提供一种低活度钴-60棒状料位源的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种低活度钴-60棒状料位源，包括包壳、密封塞及源芯，所述包壳的一端封口，所述包壳的另一端与所述密封塞固定连接，所述源芯设于所述包壳内，所述源芯的表面设有钴-60镀层。
采用化学镀钴-60的方法，将钴-60定量均匀镀于源芯上，然后将镀有钴-60的源芯装入一端封口的包壳，经焊接密封塞制备成低活度钴-60棒状料位源。通过在源芯的表面设置钴-60镀层，将钴-60定量均匀镀于镀锌铁丝上，能够使源芯的钴-60活度为低活度，避免了常规钴-60棒状料很难准确获得与特定料位计要求的低活度的缺点。
作为本发明的优选是，所述源芯的钴-60镀层的钴-60活度为111MBq～300MBq，所述源芯的钴-60活度按所述源芯轴向呈均匀分布。源芯钴-60镀层的钴-60活度为111MBq～300MBq，能够满足对源芯钴-60活度要求活度低的料位计。
作为本发明的优选是，所述源芯为镀锌铁丝、镀锌铁片、铜丝或铜片。
作为本发明的优选是，所述包壳与所述密封塞之间采用氩弧焊接。氩弧焊接是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化。
作为本发明的优选是，所述包壳为不锈钢包壳。采用不锈钢包壳，能够使料位源不易产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。
一种制备所述低活度钴-60棒状料位源的方法，该方法包含以下步骤：（1）源芯预处理；（2）钴-60镀液的配制；（3）源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯。
作为本发明的进一步改进是，所述源芯预处理的方法如下，按要求切割取直径Φ0.5mm的源芯，打磨平整端头，先用0.5mol/L的氢氧化钠溶液于40℃浸泡30分钟，除去源芯上面的油污，用蒸馏水洗涤两次；然后用1mol/L的盐酸溶液浸泡30分钟以除锈，再用蒸馏水洗涤两次，干燥备用。
作为本发明的进一步改进是，所述钴-60镀液的配制的方法如下，用0.5mol/L盐酸溶液溶解金属钴60Co粒得氯化钴60Co溶液，取样测量溶液放射性浓度，根据料位源活度要求，定量移取氯化钴60Co溶液，然后加入氯化钴溶液调节溶液中钴离子浓度，溶液中钴离子的浓度控制在0.1mol／L～0.2mol／L之间；加入次亚磷酸钠，次亚磷酸钠与氯化钴的摩尔浓度比控制为1.5：1～2：1；加入柠檬酸钠，柠檬酸钠浓度控制为80g／L～85g／L；加入氨水调节镀液的pH值，溶液pH值控制在9-10，将配制好的镀液加入玻璃筒中。
作为本发明的进一步改进是，源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯的方法如下，把预先处理好的源芯浸没于装有镀液玻璃管中，于88℃-92℃恒温水浴3h～3.5h，取出源芯，用蒸馏水清洗两次，晾干，得到镀层稳定，钴-60活度按轴向均匀分布的低活度钴-60棒状料位源源芯。
本发明的有益效果是：
通过在源芯的表面设置钴-60镀层，将钴-60定量均匀镀于源芯上，源芯钴-60镀层的钴-60活度为111MBq～300MBq且钴-60活度按源芯轴向均匀分布，满足对源芯钴-60活度要求活度低的料位计。避免了常规钴-60棒状料很难准确获得与特定料位计要求的低活度，且钴-60活度按轴向分布不均匀的缺点。
附图说明
图1是本发明中低活度钴-60棒状料位源的结构示意图。
图中：1-包壳，2-密封塞，3-源芯，4-钴-60镀层。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示，本发明低活度钴-60棒状料位源，包括包壳1、密封塞2及源芯3，包壳1的一端封口，包壳2的另一端与密封塞2固定连接，源芯3设于包壳1内，源芯3的表面设有钴-60镀层4。采用化学镀钴-60的方法，将钴-60定量均匀镀于源芯3上，然后将镀有钴-60的源芯3装入一端封口的包壳1，经焊接密封塞2制备成低活度钴-60棒状料位源。通过在源芯3的表面设置钴-60镀层4，将钴-60定量均匀镀于源芯3上，能够使源芯3上的钴-60活度按源芯3的轴向均匀分布，避免了常规钴-60棒状料很难准确获得与特定料位计要求的低活度，且活度按轴向分布不均匀的缺点。作为优选，源芯3的钴-60镀层4的钴-60活度为111MBq～300MBq，源芯3的钴-60活度按所述源芯3轴向呈均匀分布。
源芯3为镀锌铁丝、镀锌铁片、铜丝或铜片，在本实施例中，源芯3为镀锌铁丝。包壳1的另一端与密封塞2氩弧焊接。氩弧焊接是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成溶池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化。包壳1为不锈钢包壳，密封塞2为不锈钢密封塞。采用不锈钢包壳和不锈钢密封塞，能够使料位源不易产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。
一种制备所述低活度钴-60棒状料位源的方法，该方法包含以下步骤：（1）源芯预处理；（2）钴-60镀液的配制；（3）源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯；（4）低活度钴-60棒状料位源装配。
实施例1
（1）源芯预处理
按要求切割取直径Φ0.5mm的源芯，打磨平整端头，先用0.5mol/L的氢氧化钠溶液于40℃浸泡30分钟，除去源芯上面的油污，用蒸馏水洗涤两次；然后用1mol/L的盐酸溶液浸泡30分钟以除锈，再用蒸馏水洗涤两次，干燥备用。
（2）钴-60镀液的配制
用0.5mol/L盐酸溶液溶解金属钴60Co粒得氯化钴60Co溶液，取样测量溶液放射性浓度。根据料位源活度要求，定量移取氯化钴60Co溶液，然后加入氯化钴溶液调节溶液中钴离子浓度，溶液中钴离子的浓度控制在0.1mol／L；加入次亚磷酸钠，次亚磷酸钠与氯化钴的摩尔浓度比控制为1.5：1；加入柠檬酸钠，柠檬酸钠浓度控制为80g／L；加入氨水调节镀液的pH值，溶液pH值控制在9，将配制好的镀液加入玻璃筒中。
（3）源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯
源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯的方法如下，把预先处理好的源芯浸没于装有镀液玻璃管中，于88℃恒温水浴3h，取出源芯，用蒸馏水清洗两次，晾干，得到镀层稳定，钴-60活度按轴向均匀分布的低活度钴-60棒状料位源源芯。
（4）低活度钴-60棒状料位源装配
将钴-60棒状料位源源芯装入一端封口包壳，盖上密封塞，氩弧焊接密封,经放射性污染、泄漏、轴向γ输出量等检验合格，即得到低活度钴-60棒状料位源。
实施例2
（1）源芯预处理
同实施例1中的源芯预处理。
（2）钴-60镀液的配制
用0.5mol/L盐酸溶液溶解金属钴60Co粒得氯化钴60Co溶液，取样测量溶液放射性浓度。根据料位源活度要求，定量移取氯化钴60Co溶液，然后加入氯化钴溶液调节溶液中钴离子浓度，溶液中钴离子的浓度控制在0.15mol／L；加入次亚磷酸钠，次亚磷酸钠与氯化钴的摩尔浓度比控制为1.8：1；加入柠檬酸钠，柠檬酸钠浓度控制为82g／L；加入氨水调节镀液的pH值，溶液pH值控制在9.5，将配制好的镀液加入玻璃筒中。
（3）源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯
把预先处理好的源芯浸没于装有镀液玻璃管中，于90℃恒温水浴3.2h，取出源芯，用蒸馏水清洗两次，晾干，得到镀层稳定，钴-60活度按轴向均匀分布的低活度钴-60棒状料位源源芯。
（4）低活度钴-60棒状料位源装配
同实施例1中的步骤（4）。
实施例3
（1）源芯预处理
同实施例1中的源芯预处理。
（2）钴-60镀液的配制
用0.5mol/L盐酸溶液溶解金属钴60Co粒得氯化钴60Co溶液，取样测量溶液放射性浓度，根据料位源活度要求，定量移取氯化钴60Co溶液，然后加入氯化钴溶液调节溶液中钴离子浓度，溶液中钴离子的浓度控制在0.2mol／L之间；加入次亚磷酸钠，次亚磷酸钠与氯化钴的摩尔浓度比控制为2：1；加入柠檬酸钠，柠檬酸钠浓度控制为85g／L；加入氨水调节镀液的pH值，溶液pH值控制在10，将配制好的镀液加入玻璃筒中。
（3）源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯
源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯的方法如下，把预先处理好的源芯浸没于装有镀液玻璃管中，于92℃恒温水浴3.5h，取出源芯，用蒸馏水清洗两次，晾干，得到镀层稳定，钴-60活度按轴向均匀分布的低活度钴-60棒状料位源源芯。
（4）低活度钴-60棒状料位源装配同实施例1中的步骤（4）。
Claims (10)
1.一种低活度钴-60棒状料位源，包括包壳、密封塞及源芯，所述包壳的一端封口，所述包壳的另一端与所密封塞固定连接，所述源芯设于所述包壳内，其特征在于：所述滤芯的表面设有钴-60镀层。
2.根据权利要求1所述的低活度钴-60棒状料位源，其特征在于：所述源芯的钴-60活度为111MBq～300MBq，所述源芯的钴-60活度按所述源芯轴向呈均匀分布。
3.根据权利要求1所述的低活度钴-60棒状料位源，其特征在于：所述源芯为镀锌铁丝、镀锌铁片、铜丝或铜片。
4.根据权利要求1所述的低活度钴-60棒状料位源，其特征在于：所述包壳与所述密封塞之间采用氩弧焊接。
5.根据权利要求1所述的低活度钴-60棒状料位源，其特征在于：所述包壳为不锈钢包壳。
6.根据权利要求1所述的低活度钴-60棒状料位源，其特征在于：所述密封塞为不锈钢密封塞。
7.一种制备所述低活度钴-60棒状料位源的方法，其特征在于：该方法包含以下步骤：（1）源芯预处理；（2）钴-60镀液的配制；（3）源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯。
8.根据权利要求6所述的制备所述低活度钴-60棒状料位源的方法，其特征在于：所述源芯预处理的方法如下，按要求切割取直径Φ0.5mm的源芯，打磨平整端头，先用0.5mol/L的氢氧化钠溶液于40℃浸泡30分钟，除去源芯上面的油污，用蒸馏水洗涤两次；然后用1mol/L的盐酸溶液浸泡30分钟除锈，再用蒸馏水洗涤两次，干燥备用。
9.根据权利要求6所述的制备所述低活度钴-60棒状料位源的方法，其特征在于：所述钴-60镀液的配制的方法如下，用0.5mol/L盐酸溶液溶解金属钴60Co粒得氯化钴60Co溶液，取样测量溶液放射性浓度，根据料位源活度要求，定量移取氯化钴60Co溶液，然后加入氯化钴溶液调节溶液中钴离子浓度，溶液中钴离子的浓度控制在0.1mol／L～0.2mol／L之间；加入次亚磷酸钠，次亚磷酸钠与氯化钴的摩尔浓度比控制为1.5：1～2：1；加入柠檬酸钠，柠檬酸钠浓度控制为80g／L～85g／L；加入氨水调节镀液的pH值，溶液pH值控制在9-10，将配制好的镀液加入玻璃筒中。
10.根据权利要求6所述的制备所述低活度钴-60棒状料位源的方法，其特征在于：源芯放入钴-60镀液制备低活度钴-60棒状料位源源芯的方法如下，把预先处理好的源芯浸没于装有镀液玻璃管中，于88℃-92℃恒温水浴3h～3.5h，取出源芯，用蒸馏水清洗两次，晾干，得到镀层稳定，钴-60活度按轴向均匀分布的低活度钴-60棒状料位源源芯。
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