CN210506552U - 一种电沉积-自沉积制备α放射源实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电沉积‑自沉积制备α放射源实验装置，其特点是该实验装置由设置在不锈钢底座上的特氟龙外筒和特氟龙内筒组成设有夹套的沉积槽，所述特氟龙内筒内设有筛板；所述特氟龙外筒上设有进、出水管；所述进、出水管与特氟龙外筒和特氟龙内筒之间的夹套连通。本实用新型与现有技术相比具有电沉积与自沉积集于同一装置，通过改变电沉积溶液中的电解质类型和电沉积电压，实现多种α放射性核素制源，提高测量效率，电沉积制备的Ra、Th等α源，峰形尖锐，能量分辨率合适，回收率较高，装置结构简单，使用方便，尤其适用于化学实验室的配备。
Description
技术领域
本实用新型涉及同位素放射源技术领域，尤其是一种用于辐射环境监测以及同位素海洋学的电沉积-自沉积制备α放射源实验装置。
背景技术
人类大规模利用核能始于20世纪40年代，核能的利用少不了核电站、核燃料后处理厂等相关核设施的运行支持，核武器试验、核电站事故导致的核泄漏等对地球环境和人类健康存在极大的威胁，日本福岛核事故后，我国对核设施的建设和运行也提出了更高的标准和要求。随着国家对环境保护要求的提高、公众环保意识不断增强以及对大气、海洋、水体、食品等与人民生活息息相关的环境健康的重视，提高相关分析技术水平和准确性，确保相关辐射环境监测和评价工作具有十分重大的意义。同时随着中国海洋强国战略的实施，同位素海洋学应用放射性核素示踪海洋学过程等也对多种放射性核素的快速高效分析提出了重大需求。天然放射性核素210Po、210Pb、238U、232Th、230Th以及人工放射性核素241Am、239+240Pu等，以不同活度水平广泛分布在土壤、水圈、生物圈、大气圈层等环境介质中，可通过食入和吸入进入生物体内或者人体内。此外，铀矿冶炼等核设施的运行会造成环境中放射性核素水平的升高，而其他工业活动，如火电站、磷肥厂运行也可能造成环境中放射性核素（210Po、210Pb等）活度升高，从环境保护和公众健康角度来看，准确监测环境介质（大气气溶胶、饮用水、食品等）中210Po、238U、232Th、230Th、Pu同位素、241Am等核素的含量是十分重要的。由于Ra同位素（226Ra、228Ra）能帮助海洋科学家进行水团混合过程研究、210Po-210Pb等核素对能帮助研究海洋上层水体输出生产力，226Ra和210Po的分析也是至关重要的。
针对上述α放射性核素的分析，往往采用α能谱法进行测量，因此制备α薄源是准确分析α放射体含量的前提。目前Po的制源方法主要是依据国标《水中钋-210的分析方法》（HJ813-2016）和文献中所述的银片自沉积法，其具体实施过程是：往盛有70 mL样品溶液烧杯中加入2~3 g抗坏血酸和0.5 mL盐酸羟胺，调节溶液酸度为0.2~0.5 mol/L，然后置入搅拌磁石和银片，在磁力加热搅拌器上自沉积1~2 h。而目前针对土壤、沉积物、生物等介质226Ra可以方便地使用γ能谱法实现测量，但是针对海水等226Ra活度较低样品，大体积采样难以实现，此时电沉积制源-α能谱法测量是一种行之有效的解决方法。同样针对230Th、238U、241Am、239Pu等α放射性核素，样品量只需要几克，在完成色谱分离后利用电沉积制源-α能谱法测量，也能十分有效的实现分析测定目的。
现有技术的Po自沉积装置或Ra-Th-U-Pu-Am等α放射性核素电沉积装置只能单独或分别进行核素制源分析，对于多种放射性核素的分析过程复杂，操作很不方便，以至辐射环境监测水平和效率十分低下，而且Po在高温下的挥发，回收率很低。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足而设计的一种电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，采用内外套筒结构的沉积槽，将电沉积和自沉积集合于同一装置，通过改变电沉积溶液中的电解质类型和电沉积电压，实现多种α放射性核素制源，即断电模式时实现自沉积功能，通电模式时实现电沉积功能，自沉积时，Po同位素自沉积于金属镀片的一面，能提高测量效率，降低测量时间，较好的避免了Po在高温下的挥发，电沉积制备的Ra、Th等α源，峰形尖锐，能量分辨率合适，回收率较高，装置结构简单、安全可靠。
本实用新型的目的是这样实现的：一种电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，其特点是该实验装置由特氟龙外筒与特氟龙内筒套装成设有夹套的沉积槽，沉积槽由连接套将其固定在不锈钢底座上，所述不锈钢底座上设有接线柱和凹槽；所述特氟龙内筒的一端为设有台阶的凸台，另一端设有凸缘，筒内设有筛板；所述特氟龙外筒的一端设有止口，另一端设有翻边，其筒壁上设有进水管和出水管；所述特氟龙内筒套装在特氟龙外筒内，且由连接套将其固定在不锈钢底座上，连接套与不锈钢底座为螺纹连接；所述特氟龙内筒上设有放置铂丝电极的特氟龙旋帽，特氟龙旋帽与特氟龙内筒为螺纹连接。
所述铂丝电极一端盘成圆饼状后放置在特氟龙内筒里，另一端由特氟龙旋帽上的中心通孔引出沉积槽。
所述凹槽与不锈钢底座为同心圆设置。
所述筛板固定设置在特氟龙内筒的下部。
所述进水管与出水管为下进、上出设置在特氟龙外筒的筒壁上，且与夹套连通。
所述接线柱设置在不锈钢底座的外侧。
本实用新型与现有技术相比具有电沉积和自沉积集于同一装置，通过改变电沉积溶液中的电解质类型和电沉积电压，实现多种α放射性核素制源，即断电模式时实现自沉积功能，通电模式时实现电沉积功能，自沉积时，电镀液搅拌均匀，降低核素在器壁上的吸附，同时还能保证Po同位素自沉积于镀片的一面，能提高测量效率，降低测量时间，较好的避免了Po在高温下的挥发，电沉积制备的Ra、Th等α源，峰形尖锐，能量分辨率合适，回收率较高，装置结构简单，制作成本低，使用方便，安全可靠，尤其适用于普通化学实验室的配备。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为图1的A-A 剖面图；
图3为特氟龙内筒结构示意图；
图4为特氟龙外筒结构示意图；
图5为不锈钢底座结构示意图；
图6为电沉积运用示意图；
图7为自沉积运用示意图。
具体实施方式
参阅附图1~图2，本实用新型由设置在不锈钢底座3上的特氟龙外筒1和特氟龙内筒2，以及连接套4和铂丝电极5组成，所述特氟龙内筒2套装在特氟龙外筒1内，组成设有夹套7结构的沉积槽，沉积槽由连接套4将其固定在不锈钢底座3上，连接套4与不锈钢底座3为螺纹连接；所述特氟龙外筒1与特氟龙内筒2之间的夹套7与进水管13和出水管14连通；所述进水管13和出水管14为上出、下进设置在特氟龙外筒1的筒壁上；所述特氟龙内筒2上设有与特氟龙内筒2为螺纹连接的特氟龙旋帽6；所述特氟龙旋帽6上设有放置铂丝电极5的中心通孔61；所述铂丝电极5一端盘成圆饼状后放置在特氟龙内筒2里，另一端由特氟龙旋帽6上的中心通孔61引出沉积槽。
参阅附图3，所述特氟龙内筒2的一端为设有台阶22的凸台，另一端设有凸缘23，筒内设有筛板21；所述筛板21固定设置在特氟龙内筒2的下部。
参阅附图4，所述特氟龙外筒1的一端设有止口11，另一端设有翻边12，其筒壁上设有进水管13和出水管14。
参阅附图5，所述不锈钢底座3上设有接线柱31和凹槽32；所述凹槽32为同心圆设置在不锈钢底座3上。
参阅附图6，本实用新型在通电模式时是这样进行电沉积的：将待电镀样品溶液倒入特氟龙内筒2，不锈钢镀片放置在不锈钢底座3的凹槽32内。将铂丝电极5的一端盘成圆饼状后放置在溶液里，另一端由特氟龙旋帽6的中心通孔61引出后与电源8的阳极连接，其阴极与设置在不锈钢底座3上的接线柱31连接，调节极间距后旋紧特氟龙旋帽6，然后将进水管13和出水管14与循环水连接，冷却水通过进水管13进入夹套7，并通过出水管14流出对特氟龙内筒2进行循环冷却，有效解决电沉积过程中的发热问题，设定电压等相关参数后接通电源，实现其他α放射性核素电沉积制源。
参阅附图7，本实用新型在断电模式时是这样进行自沉积的：将银镀片或镍镀片放置在不锈钢底座3的凹槽32内，将若干个磁子放置在筛板21上，倒入待分析样品溶液后将本实验装置放于磁力搅拌器10上，然后开启磁力搅拌和加热，磁子在磁场驱动下转动，将溶液混合均匀，实现Po自沉积。
以上只是对本实用新型做进一步说明，并非用以限制本专利，凡为本实用新型等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，其特征在于该实验装置由特氟龙外筒（1）与特氟龙内筒（2）套装成设有夹套（7）的沉积槽，且由连接套（4）将其固定在不锈钢底座（3）上，所述不锈钢底座（3）上设有接线柱（31）和凹槽（32）；所述特氟龙内筒（2）的一端为设有台阶（22）的凸台，另一端设有凸缘（23），筒内设有筛板（21）；所述特氟龙外筒（1）的一端设有止口（11），另一端设有翻边（12），其筒壁上设有进水管（13）和出水管（14）；所述特氟龙内筒（2）套装在特氟龙外筒（1）内，且由连接套（4）将其固定在不锈钢底座（3）上，连接套（4）与不锈钢底座（3）为螺纹连接；所述特氟龙内筒（2）上设有放置铂丝电极（5）的特氟龙旋帽（6），特氟龙旋帽（6）与特氟龙内筒（2）为螺纹连接。
2.根据权利要求1所述电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，其特征在于所述铂丝电极（5）一端盘成圆饼状后放置在特氟龙内筒（2）里，另一端由特氟龙旋帽（6）上的中心通孔（61）引出沉积槽。
3.根据权利要求1所述电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，其特征在于所述凹槽（32）与不锈钢底座（3）为同心圆设置。
4.根据权利要求1所述电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，其特征在于所述筛板（21）固定设置在特氟龙内筒（2）的下部。
5.根据权利要求1所述电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，其特征在于所述进水管（13）与出水管（14）为下进、上出设置在特氟龙外筒（1）的筒壁上，且与夹套（7）连通。
6.根据权利要求1所述电沉积-自沉积制备α放射源实验装置，其特征在于所述接线柱（31）设置在不锈钢底座（3）外侧。
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