RU2035076C1 - Source of gamma radiation provided with active core and method for manufacturing same - Google Patents
Source of gamma radiation provided with active core and method for manufacturing same Download PDFInfo
- Publication number
- RU2035076C1 RU2035076C1 SU5038690/25A SU5038690A RU2035076C1 RU 2035076 C1 RU2035076 C1 RU 2035076C1 SU 5038690/25 A SU5038690/25 A SU 5038690/25A SU 5038690 A SU5038690 A SU 5038690A RU 2035076 C1 RU2035076 C1 RU 2035076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- cobalt
- source
- gamma radiation
- europium
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к производству радиоактивных источников, предназначенных для использования в специализированных или многоцелевых γ -установках для облучения различных материалов или товаров с целью придания им тех или иных специфических свойств. The invention relates to the production of radioactive sources intended for use in specialized or multi-purpose γ-installations for irradiating various materials or goods in order to give them certain specific properties.
Известен γ -источник с активным сердечником из кобальта в виде спирали, покрытой защитным слоем коррозион- но-стойкого материала [1]
Подобные источники обеспечивают радиационную обработку изделий и материалов как внутри, так и снаружи спирали и позволяют размещать их в труднодоступных местах благодаря их пластичности и способности изменять свою форму.Known γ-source with an active core of cobalt in the form of a spiral coated with a protective layer of corrosion-resistant material [1]
Such sources provide radiation processing of products and materials both inside and outside the spiral and allow them to be placed in inaccessible places due to their plasticity and ability to change their shape.
Недостатком таких источников является небольшая активность из-за малой массы материала, содержащего радионуклиды Со60, что ограничивает область их использования, в частности они не могут быть применены в больших промышленных установках с активностью более 1015 Бк.The disadvantage of such sources is their low activity due to the small mass of material containing Co 60 radionuclides, which limits the scope of their use, in particular, they cannot be used in large industrial plants with an activity of more than 10 15 Bq.
Недостатком является и то, что γ -источники с активными сердечниками из Со имеют сравнительно небольшой срок эксплуатации вследствие быстрого снижения активности во времени (Т1/2=5,27 лет). Кроме того, велика стоимость таких источников, что объясняется большими затратами при их производстве.The disadvantage is that γ-sources with active cores from Co have a relatively short life due to a rapid decrease in activity over time (T 1/2 = 5.27 years). In addition, the cost of such sources is high, due to the high costs of their production.
Известны способы изготовления γ -источников, при которых мишени из исходного материала помещают в активную зону ядерного реактора, после облучения используют мишени в качестве активного сердечника γ -источника. Known methods for the manufacture of γ-sources, in which targets from the source material are placed in the active zone of a nuclear reactor, after irradiation, targets are used as the active core of the γ-source.
Известен способ получения γ -источника путем облучения капсул с образцами мишени из Со внутри органа регулирования ядерного реактора. Капсулы размещаются между поглощающими элементами. После отработки ресурса орган регулирования извлекают из реактора, разделывают в защитных камерах, удаляют из него капсулы, извлекают из них мишень (кобальт с накопленным радионуклидом Со-60). Мишень помещают в защитные оболочки, проверяют их герметичность и проводят аттестацию готовых изделий [2]
Недостатком данного способа является то, что из-за относительно малого значения микроскопического сечения поглощения кобальта-59 ( σα ≈36 барн) при помещении капсулы между столбами поглощающего материала (карбид бора, сплав In-Cd-Ag и др.) образуется разрыв, приводящий к провалу физической эффективности органа регулирования по высоте органа регулирования, что вызывает большие неравномерности энерговыделений в окружающих тепловыделяющих сборках, а это крайне неблагоприятно сказывается на их работоспособности. Поэтому высота мишеней в каждой капсуле весьма ограничена, из-за чего в органе регулирования облучается небольшое количество кобальта, используемое в γ -источниках малой мощности, область использования которых ограничена, γ -источники, получаемые таким способом, являются дорогостоящими.A known method of obtaining a γ-source by irradiating capsules with samples of a target from Co inside the regulatory body of a nuclear reactor. Capsules are placed between the absorbent elements. After working out the resource, the regulatory body is removed from the reactor, cut in protective chambers, capsules are removed from it, the target is extracted from them (cobalt with accumulated radionuclide Co-60). The target is placed in protective shells, check their tightness and carry out certification of finished products [2]
The disadvantage of this method is that due to the relatively small microscopic absorption cross section of cobalt-59 (σ α ≈36 barn), a gap is formed when the capsule is placed between columns of absorbent material (boron carbide, In-Cd-Ag alloy, etc.) leading to the failure of the physical efficiency of the regulatory body in terms of the height of the regulatory body, which causes large uneven energy releases in the surrounding fuel assemblies, and this extremely negatively affects their performance. Therefore, the height of the targets in each capsule is very limited, because of which a small amount of cobalt is used in the regulatory body, which is used in low-power γ-sources, the scope of which is limited, and γ-sources obtained in this way are expensive.
Требуется принимать дополнительные меры по обеспечению безопасности, что приводит к дополнительным затратам и увеличивает стоимость полученных таким способом источников. It is required to take additional measures to ensure security, which leads to additional costs and increases the cost of sources obtained in this way.
Кроме того, способ является экологически опасным. Все работы по разделке органов регулирования капсул производятся в защитных камерах, в технологическом процессе присутствует непосредственный контакт облученного Со с окружающим оборудованием, что приводит к дополнительному загрязнению помещений и оборудования и требует дополнительных затрат на их дезактивацию. In addition, the method is environmentally hazardous. All work on cutting capsule regulation bodies is carried out in protective chambers, in the technological process there is direct contact of irradiated Co with the surrounding equipment, which leads to additional pollution of rooms and equipment and requires additional costs for their decontamination.
В качестве прототипа взяты известные отечественные гамма-источники типа ГИК с рабочей боковой поверхностью: ГИК-7-1, 2,3,4, ГИК-7а-1, 2,3,4; ГИК-11-1,2; ГИК-12а-1,2,3,4 [3]
В этих источниках в качестве активного сердечника используется столб из кобальтовых дисков малой толщины ( 2 мм). Их облучение для наработки кобальта-60 ведут в специальных облучательных устройствах промышленных ядерных реакторов для исключения эффекта самоэкранирования с целью повышения удельной γ-активности.As a prototype, well-known domestic gamma-sources of the GIK type with a working lateral surface were taken: GIK-7-1, 2,3,4, GIK-7a-1, 2,3,4; GIK-11-1,2; GIK-12a-1,2,3,4 [3]
In these sources, a column of cobalt disks of small thickness (2 mm) is used as the active core. Their irradiation to produce cobalt-60 is carried out in special irradiation devices of industrial nuclear reactors to eliminate the effect of self-shielding in order to increase the specific γ-activity.
Активный источник размещается внутри двух герметичных оболочек: внутренняя ампула и наружный чехол. The active source is placed inside two sealed enclosures: an inner ampoule and an outer case.
Недостатком таких источников является сравнительно небольшой срок эксплуатации, поскольку в них имеется только один вид радионуклида-кобальта-60 с относительно небольшим периодом полураспада (Т1/2=5,27 лет).The disadvantage of such sources is the relatively short life, since they have only one type of radionuclide-cobalt-60 with a relatively short half-life (T 1/2 = 5.27 years).
Источник состоит из большого количества кобальтовых дисков с разветвленной поверхностью, что увеличивает загрязнение защитных ("горячих") камер при извлечении их из облучательного устройства и последующей закладке во внутреннюю ампулу изделия. The source consists of a large number of cobalt disks with a branched surface, which increases the pollution of the protective ("hot") chambers when they are removed from the irradiation device and then placed into the internal ampoule of the product.
Значительные затраты при изготовлении источников определяют их высокую стоимость, 65-80% которой составляет стоимость наработки радионуклидов в ядерных реакторах, т.е. для этого требуются специальные облучательные устройства. Significant costs in the manufacture of sources determine their high cost, 65-80% of which is the cost of producing radionuclides in nuclear reactors, i.e. this requires special irradiation devices.
В качестве прототипа взят способ изготовления известных отечественных γ -источников типа ГИК с рабочей боковой поверхностью: NN 7 1,2,3,4; 7а 1,2,3,4; 11 1,2; 12а 1,2,3,4 [3]
Основные операции способа производства данных изделий следующие:
изготовление дисков из металлического кобальта-59 малой высоты ( 2 ≈мм) необходимого диаметра для конкретного номера будущего источника;
изготовление специального облучательного устройства и снаряжение его дисками из кобальта;
облучение этого устройства в специальном (промышленном) ядерном реакторе до определенного флюенса нейтронов с обеспечением "раскрытия" поверхности дисков из кобальта для исключения эффекта самоэкранизации и повышения удельной γ -активности кобальта;
выгрузка из реактора облучательного устройства, разделка его в горячей камере и извлечение из него кобальтовых дисков с накопленным в них изотопом кобальт-60;
изготовление корпуса и крышки внутренней ампулы будущего γ-источника;
формирование в горячей камере из облученных кобальтовых дисков с накопленным радионуклидом кобальт-60 активного сердечника;
размещение активного сердечника в корпус ампулы, постановка крышки и приварка ее, контроль герметичности;
изготовление корпуса и крышки наружного чехла будущего γ -источника;
загрузка в горячей камере герметичных ампул с сердечниками из кобальтовых дисков с радионуклидом кобальт-60 в корпус наружного чехла, приварка крышки и контроль герметичности;
аттестация готовых изделий (измерение активности и мощности экспозиционной дозы γ -излучения МЭД).As a prototype, a method of manufacturing well-known domestic γ-sources of the GIC type with a working side surface is taken: NN 7 1,2,3,4;
The main operations of the method of manufacturing these products are as follows:
manufacturing disks of cobalt-59 metal of small height (2 ≈ mm) of the required diameter for a specific number of a future source;
the manufacture of a special irradiation device and its equipment with cobalt disks;
irradiation of this device in a special (industrial) nuclear reactor to a certain neutron fluence with the provision of “opening” the surface of the cobalt disks to eliminate the effect of self-screening and increase the specific γ-activity of cobalt;
unloading the irradiation device from the reactor, cutting it in a hot chamber and removing cobalt disks from it with the cobalt-60 isotope accumulated in them;
manufacture of the case and cover of the inner ampoule of the future gamma source;
the formation in a hot chamber of irradiated cobalt disks with the accumulated radionuclide cobalt-60 active core;
placement of the active core in the ampoule body, setting the lid and welding it, tightness control;
the manufacture of the body and cover of the outer cover of the future gamma source;
loading in a hot chamber of sealed ampoules with cores from cobalt disks with cobalt-60 radionuclide into the case of the outer cover, welding of the cover and tightness control;
certification of finished products (measurement of activity and exposure dose rate of γ-radiation DER).
К основным недостаткам способа изготовления γ -источников типа ГИК относятся следующие:
изготовление мишеней из металлического кобальта определяет в дальнейшем один из самых существенных недостатков данных изделий благодаря относительно невысокому значению периода полураспада кобальта-60 (Т1/2=5,27 лет) срок службы источников типа ГИК невелик (3-6 лет);
требуется специальное облучательное устройство одноразового использования, в котором производится облучение мишеней для наработки радионуклидов кобальта-60;
облучательное устройство с дисками из кобальта ставится для наполнения изотопов кобальта-60 в специализированные (промышленные) реакторы; при этом поглощенные нейтроны составляют одну из важнейших частей от общей стоимости изготовления источников типа ГИК (50-70%), так как для их получения специально расходуется дорогостоящее ядерное "топливо";
разделка облучательного устройства, извлечение из него дисков из металлического кобальта с накопленными в них радионуклидами кобальта-60, снаряжение этими дисками внутренней ампулы и ее герметизация производятся в специальных горячих камерах; эти операции весьма трудоемки и экологически опасны, так как неизбежные мельчайшие загрязнения горячих камер микрочастицами требуют специальных мер безопасности, дезактивации оборудования и помещений, что еще больше увеличивает стоимость изготовления источников типа ГИК.The main disadvantages of the method of manufacturing γ-sources of type GIK include the following:
the manufacture of targets from metal cobalt determines in the future one of the most significant drawbacks of these products due to the relatively low half-life of cobalt-60 (T 1/2 = 5.27 years), the service life of GIK-type sources is short (3-6 years);
a special one-time irradiation device is required in which targets are irradiated to produce cobalt-60 radionuclides;
an irradiating device with cobalt disks is placed to fill cobalt-60 isotopes in specialized (industrial) reactors; at the same time, absorbed neutrons make up one of the most important parts of the total cost of manufacturing GIK-type sources (50-70%), since expensive nuclear "fuel" is specially consumed to produce them;
cutting the irradiation device, removing disks from metal cobalt from it with cobalt-60 radionuclides stored in them, equipping these disks of the internal ampoule and sealing them in special hot chambers; these operations are very time-consuming and environmentally hazardous, since the inevitable smallest contamination of the hot chambers with microparticles requires special safety measures, decontamination of equipment and rooms, which further increases the cost of manufacturing sources of GIK type.
Изобретение позволяет получать γ -источники с высокой удельной активностью, увеличить срок их эксплуатации при значительном снижении затрат на их производство и уменьшении экологической опасности производства. The invention allows to obtain γ-sources with a high specific activity, to increase the period of their operation with a significant reduction in the cost of their production and reduce the environmental hazard of production.
Согласно изобретению источник γ-излучения содержит активный сердечник, размещенный в защитных оболочках. Активный сердечник выполнен из кобальта (Со) и оксида европия (Еu2O3) с содержанием последнего от 10 до 90 мас. Со и Eu2O3 могут быть равномерно распределены в объеме сердечника либо сердечник выполнен в виде втулки из Со, внутри которой размещен цилиндр из Eu2O3 или композиции "Со+Eu2O3". В этом случае диаметр цилиндра dц и наружный диаметр втулки dв связаны соотношением:
0,4 ≅ ≅ 0,8
Выполнение активного сердечника γ -источника одновременно из Со и Eu2O3 позволяет получить γ -источники с высокой удельной активностью (более 60 Ки/г) и длительным сроком эксплуатации (до 16 лет).According to the invention, the γ-radiation source contains an active core located in the protective shells. The active core is made of cobalt (Co) and europium oxide (Eu 2 O 3 ) with a content of the latter from 10 to 90 wt. Co and Eu 2 O 3 can be evenly distributed in the core volume or the core is made in the form of a sleeve of Co, inside which a cylinder of Eu 2 O 3 or the composition "Co + Eu 2 O 3 " is placed. In this case, the cylinder diameter d c and the outer diameter of the sleeve d in are related by the ratio:
0.4 ≅ ≅ 0.8
The implementation of the active core of the γ-source simultaneously from Co and Eu 2 O 3 allows to obtain γ-sources with high specific activity (more than 60 Ci / g) and a long service life (up to 16 years).
Использование этого исходного материала позволяет добиться значительного снижения затрат при производстве γ -источников, так как композиция Eu2O3+Со имеет высокую эффективность поглощения нейтронов и может быть использована в качестве поглощающего сердечника органа регулирования ядерного реактора, что снижает стоимость наработки радионуклидов.The use of this starting material allows one to achieve a significant reduction in costs in the production of gamma sources, since the Eu 2 O 3 + Co composition has a high neutron absorption efficiency and can be used as an absorbing core of the regulatory body of a nuclear reactor, which reduces the cost of producing radionuclides.
Eu2O3 наиболее стабильное соединение европия на воздухе и характеризуется высокой радиационной стойкостью, что снижает затраты при формировании сердечника, поскольку работы выполняются вне защитных камер.Eu 2 O 3 is the most stable europium compound in air and is characterized by high radiation resistance, which reduces the costs of core formation, since the work is carried out outside the protective chambers.
Спектральные свойства материала, обеспечивающие достижение технического результата, не есть сумма свойств, присущих Со и Eu, что объясняется их взаимным влиянием друг на друга при облучении и изменением их во времени и пространстве. The spectral properties of the material, ensuring the achievement of a technical result, are not the sum of the properties inherent in Co and Eu, which is explained by their mutual influence on each other during irradiation and their change in time and space.
Содержание Eu2O3 меньше 10 мас. не позволяет использовать композицию Eu2O3+Co в качестве поглощающего сердечника органов регулирования из-за недостаточной эффективности поглощения нейтронов (создание требуемого запаса реактивности) и обеспечения надежной и эффективной работы ядерного реактора.The content of Eu 2 O 3 less than 10 wt. it does not allow the use of the Eu 2 O 3 + Co composition as an absorbing core of regulatory bodies due to the insufficient efficiency of neutron absorption (creation of the required reactivity margin) and ensuring reliable and efficient operation of a nuclear reactor.
Содержание Eu2O3 более 90 мас. не позволяет получить дисперсионную композицию из-за малого содержания матрицы (Со) и сильной экранировки со стороны изотопов европия, что приводит к резкому снижению наработки радионуклидов кобальта.The content of Eu 2 O 3 more than 90 wt. it does not allow to obtain a dispersion composition due to the low matrix (Co) content and strong screening from the side of europium isotopes, which leads to a sharp decrease in the production of cobalt radionuclides.
При равномерном распределении Со и Eu2O3 в объеме сердечника наиболее быстро идет процесс накопления радионуклидов европия и они изолированы от внешней среды материалом матрицы (Со).With a uniform distribution of Co and Eu 2 O 3 in the core volume, the process of accumulation of europium radionuclides most quickly proceeds and they are isolated from the external environment by matrix material (Co).
При выполнении сердечника в виде втулки из Со, внутри которой размещен цилиндр из Eu2O3 или композиции "Со+Eu2O3", обеспечивается более эффективное накопление радионуклидов кобальта-60. Если < 0,4 не обеспечивается необходимое соотношение между накоплением радионуклидов европия и кобальта. При этом преобладают (более, чем на порядок) радионуклиды кобальта и таким образом не достигается заявляемый технический результат.When the core is made in the form of a sleeve of Co, inside which a cylinder of Eu 2 O 3 or the composition "Co + Eu 2 O 3 " is placed, a more efficient accumulation of cobalt-60 radionuclides is ensured. If <0.4, the necessary ratio between the accumulation of europium and cobalt radionuclides is not ensured. In this case, cobalt radionuclides prevail (more than an order of magnitude) and thus the claimed technical result is not achieved.
Если > 0,8 также не обеспечивается необходимое соотношение между накоплением радионуклидов кобальта и европия (с преобладанием радионуклидов европия).If > 0.8, the required ratio between the accumulation of cobalt and europium radionuclides (with a predominance of europium radionuclides) is also not ensured.
Данные зависимости были получены экспериментально при проведении исследований различных конструкций. These dependences were obtained experimentally when conducting studies of various designs.
Новыми существенными признаками заявляемого решения являются выполнение активного сердечника из Со и Eu2O3 с содержанием последнего от 10 до 90 мас. и распределение указанных компонентов в объеме сердечника.New significant features of the proposed solutions are the implementation of the active core of Co and Eu 2 O 3 with a content of the latter from 10 to 90 wt. and the distribution of these components in the core volume.
Согласно изобретению способ изготовления γ -источника включает облучение исходного материала, формирование сердечника, размещение его в защитных оболочках. Сердечник формируют из кобальта (Со) и оксида европия (Eu2O3) c содержанием последнего 10-90 мас. размещают сердечник в герметичной ампуле. Ампулу с сердечником облучают в составе поглощающих элементов органов регулирования ядерного реактора любого типа. После облучения ампулу с сердечником без разделки помещают в герметичный чехол готового изделия, проводят аттестацию γ -источника.According to the invention, a method of manufacturing a γ source includes irradiating the starting material, forming a core, and placing it in protective shells. The core is formed from cobalt (Co) and europium oxide (Eu 2 O 3 ) with a content of the latter of 10-90 wt. place the core in a sealed ampoule. An ampoule with a core is irradiated as part of the absorbing elements of the regulatory organs of a nuclear reactor of any type. After irradiation, the ampoule with the core without cutting is placed in a sealed case of the finished product, and the γ-source is certified.
Формирование сердечника из предлагаемого исходного материала позволяет получить γ -источники с высокой удельной активностью и повысить срок их эксплуатации. The formation of the core from the proposed source material allows you to get γ-sources with high specific activity and increase their life.
Кроме того, обеспечивает возможность формирования сердечника вне защитных камер, снижая при этом затраты. Одновременно именно использование предлагаемого исходного материала позволяет производить облучение в составе поглощающих элементов органов регулирования ядерного реактора, так как он явится поглощающим материалом для органов регулирования практически любого типа ядерного реактора, потому что при обеспечении плотности в них оксида европия в пределах 1,0-5,5 г/см3 достигается относительная физическая эффективность в интервале 80-105% от физической эффективности мощного поглотителя нейтронов карбида бора плотностью 1,8-2,2 г/см3. Это обусловлено высокими значениями микроскопического сечения поглощения тепловых нейтронов природными изотопами европия: 7700 барн (Eu-151) и 450 барн (Eu-153).In addition, it provides the ability to form a core outside the protective chambers, while reducing costs. At the same time, it is the use of the proposed starting material that allows irradiation as part of the absorbing elements of the regulatory organs of a nuclear reactor, since it will be absorbing material for the regulatory authorities of almost any type of nuclear reactor, because when the density of europium oxide in them is within 1.0-5, 5 g / cm 3 the relative physical efficiency in the range of 80-105% of the physical efficiency of a powerful neutron absorber of boron carbide with a density of 1.8-2.2 g / cm 3 is achieved. This is due to the high values of the microscopic cross section for the absorption of thermal neutrons by natural isotopes of europium: 7700 bar (Eu-151) and 450 bar (Eu-153).
Сердечники из Со и Eu2O3 помещаются в герметичные ампулы ПЭЛы, которые входят в состав органа регулирования того или иного ядерного реактора. Такой орган регулирования загружается в реактор и работает в нем по своему прямому назначению.Cores from Co and Eu 2 O 3 are placed in sealed ampoules of PEL, which are part of the regulatory body of a nuclear reactor. Such a regulatory body is loaded into the reactor and operates in it for its intended purpose.
Одновременно в сердечниках ампул (ПЭЛов) происходит накопление радионуклидов с высокими значениями γ -постоянной:
Eu-152 (Kγ ≈6,55 р/ч);
Eu-154 (Kγ≈ 6,7 р/ч);
Со-60 (Kγ ≈13 р/ч).At the same time, in the cores of ampoules (PELs), an accumulation of radionuclides occurs with high values of the γ-constant:
Eu-152 (K γ ≈ 6.55 r / h);
Eu-154 (K γ ≈ 6.7 r / h);
Co-60 (K γ ≈13 r / h).
В данном случае наработка радионуклидов кобальта и европия в реакторе происходит "бесплатно", а герметичные ампулы с ними по сути являются твердыми отходами от отработавшего ресурс органа регулирования. In this case, the production of cobalt and europium radionuclides in the reactor is "free", and the sealed ampoules with them are essentially solid waste from the spent regulatory authority.
После набора необходимого флюенса стержень СУЗ с двухцелевыми ПЭЛами извлекается из реактора, подвергается разборке в горячей камере, а удаленные из него ампулы с сердечниками без какой-либо разделки помещаются в наружный герметичный чехол из необлученного металла (нержавеющая сталь, титан и т.п. ). Последнее чрезвычайно важно, так как ликвидируется контакт оборудования и помещения горячих камер с открытой поверхностью активного сердечника, в состав которого входят радионуклиды кобальта и европия. After the necessary fluence has been set, the CPS core with dual-purpose PELs is removed from the reactor, disassembled in a hot chamber, and the ampoules with cores removed from it are placed into an external sealed case of unirradiated metal (stainless steel, titanium, etc.) without any cutting . The latter is extremely important, since the contact of the equipment and the premises of the hot chambers with the open surface of the active core, which includes cobalt and europium radionuclides, is eliminated.
Далее источник подвергается, так же как и изделия типа ГИК, аттестации (контроль герметичности, измерение активности и МЭД). Further, the source is subjected, as well as products like GIK, certification (tightness control, activity measurement and DER).
Более наглядно предлагаемый в качестве изобретения способ изготовления γ -источника представлен на схеме табл. 1. More clearly proposed as an invention, a method of manufacturing a γ-source is presented in the table. 1.
Новыми существенными признаками являются использование в качестве исходного материала сердечника Со и Eu2O3 с содержанием последнего от 10 до 90 мас. формирование сердечника до облучения, облучение в составе поглощающих элементов органов регулирования ядерного реактора любого типа, непосредственное размещение ампулы с сердечником после облучения без разделки в герметичном чехле готового изделия.New significant features are the use of Co and Eu 2 O 3 core with a content of the latter from 10 to 90 wt. core formation before irradiation, irradiation as a part of absorbing elements of regulatory bodies of a nuclear reactor of any type, direct placement of an ampoule with a core after irradiation without cutting in a sealed case of the finished product.
Эти признаки в совокупности с известными позволяют достичь новый технический результат получить дешевые γ-источники с улучшенными характеристиками. These features, together with the known ones, allow achieving a new technical result to obtain cheap γ-sources with improved characteristics.
На фиг. 1 представлена конструкция γ -источника с активным сердечником из Со и Eu2O3, равномерно распределенными по объему; на фиг. 2 представлена конструкция γ-источника, сердечник которого состоит из кобальтовой втулки с размещенным внутри нее цилиндром из Eu2O3 или композиции "Со+Eu2O3".In FIG. 1 shows the design of a γ-source with an active core of Co and Eu 2 O 3 uniformly distributed throughout the volume; in FIG. Figure 2 shows the construction of a γ source, the core of which consists of a cobalt sleeve with a cylinder of Eu 2 O 3 or the composition "Co + Eu 2 O 3 " placed inside it.
В таблице представлена схема изготовления γ-источника с помощью предлагаемого способа, где 1 наружный герметичный чехол; 2 внутренняя герметичная ампула; 3 активный сердечник, состоящий из одного или нескольких вкладышей из композиции "Со+Eu2O3" с содержанием оксида европия в пределах 10-90 мас. 4 активный сердечник, состоящий из кобальтовой втулки с размещением внутри нее цилиндра из оксида европия или композиции "Со+Eu2O3".The table shows the manufacturing scheme of the γ-source using the proposed method, where 1 outer sealed case; 2 internal sealed ampoule; 3 active core, consisting of one or more inserts from the composition "Co + Eu 2 O 3 " with a content of europium oxide in the range of 10-90 wt. 4 an active core consisting of a cobalt bushing with a europium oxide cylinder or the composition "Co + Eu 2 O 3 " inside it.
Методом горячего прессования изготовили цилиндрические вкладыши диаметром 7,0 из композиции "Со+Eu2O3" с массовым содержанием ≈20% (ядерная плотность 3,5х1021 см-3) и поместили их в герметичные ампулы с оболочкой диаметром 8,0х0,3 из стали 06Х18Н101 с приваренными к ней концевыми деталями. Ампулы в свою очередь поместили внутри оболочек поглощающих элементов (ПЭЛ) диаметром 9х0,4 и загерметизировали путем приварки концевых деталей.By hot pressing, cylindrical inserts with a diameter of 7.0 were made from the composition "Co + Eu 2 O 3 " with a mass content of ≈20% (nuclear density 3.5x10 21 cm -3 ) and placed in sealed ampoules with a shell with a diameter of 8.0x10, 3 from steel 06X18H101 with end parts welded to it. Ampoules, in turn, were placed inside the shells of absorbing elements (PEL) with a diameter of 9x0.4 and sealed by welding of the end parts.
Из этих ПЭЛов собрали орган регулирования ядерного реактора и поставили его на эксплуатацию по прямому своему назначению. Во время работы в реакторе во вкладышах накопились радионуклиды Со-60, Eu-152, Eu-154 и Eu-155. A regulatory body for a nuclear reactor was assembled from these PELs and put into operation for its intended purpose. During operation in the reactor, the radionuclides Co-60, Eu-152, Eu-154 and Eu-155 accumulated in the liners.
После отработки ресурса орган регулирования извлекли из реактора, в горячих камерах произвели его разделку с извлечением из ПЭЛов ампул с накопленными в их сердечниках радионуклидами кобальта и европия. After working out the resource, the regulatory body was removed from the reactor; in hot chambers, it was cut up to extract ampoules with cobalt and europium radionuclides accumulated in their cores.
Ампулы поместили в герметичные контейнеры из нержавеющей стали или титана с оболочкой диаметром 11,0х1,2 и после аттестации (проверка герметичности и измерения активности мощности экспозиционной дозы излучения) получили готовые γ -источники на основе радионуклидов кобальта и европия. Ampoules were placed in airtight containers made of stainless steel or titanium with a shell with a diameter of 11.0x1.2 and after certification (checking for tightness and measuring the activity of the exposure dose rate), we obtained ready-made γ-sources based on cobalt and europium radionuclides.
Удельная активность полученных γ -источников 50-80 Ки/ч. The specific activity of the obtained γ sources is 50-80 Ci / h.
Изобретение позволяет снизить стоимость удельной активности; увеличить в 1,5-2,5 раза время эксплуатации; уменьшить затраты на хранение, транспортировку и захоронение отработавших ресурс органов регулирования ядерных реакторов, так как извлеченные из них ампулы с сердечниками из Со и Eu2O3 становятся основой γ-источников, а не твердыми высокорадиоактивными отходами.The invention allows to reduce the cost of specific activity; increase the operating time by 1.5-2.5 times; reduce the costs of storage, transportation and burial of spent nuclear regulatory authorities, since the ampoules with Co and Eu 2 O 3 cores extracted from them become the basis of γ sources, rather than solid highly radioactive waste.
В таблице приведены основные показатели прототипа и заявляемого решения. The table shows the main indicators of the prototype and the proposed solution.
Claims (4)
0,4 ≅ dц / dв ≅ 0,8.3. The source according to claim 1, characterized in that the active core is made in the form of a sleeve of Co, inside which a cylinder of Eu 2 O 3 or a composition of Co + Eu 2 O 3 is placed, with the cylinder diameter d c and the outer diameter of the sleeve d in are related by
0.4 ≅ d c / d at ≅ 0.8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038690/25A RU2035076C1 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Source of gamma radiation provided with active core and method for manufacturing same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5038690/25A RU2035076C1 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Source of gamma radiation provided with active core and method for manufacturing same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2035076C1 true RU2035076C1 (en) | 1995-05-10 |
Family
ID=21602492
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5038690/25A RU2035076C1 (en) | 1992-04-20 | 1992-04-20 | Source of gamma radiation provided with active core and method for manufacturing same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2035076C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009022944A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Mikhail Yurievich Kudryavtsev | Ampule for a nuclear reactor irradiation unit |
-
1992
- 1992-04-20 RU SU5038690/25A patent/RU2035076C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Патент США N 3594275, 176-12, 1971. * |
2. Патент США N 3396077, 376-202, 1968. * |
3. Источники закрытые с радионуклидом кобальта-60 типа ГИК'', технические условия ТУ 95.1052-82, Ф-11, ГР-970, КОД ОКП-70, 1982. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009022944A1 (en) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Mikhail Yurievich Kudryavtsev | Ampule for a nuclear reactor irradiation unit |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES258034U (en) | Transport and storage vessel for radioactive materials | |
US5334847A (en) | Composition for radiation shielding | |
Jarrett | Isotope (gamma) radiation sources | |
RU2645718C2 (en) | Method of developing radioactive isotopes in nuclear reactor on quick neutrons | |
Yarar et al. | Investigation of neutron shielding efficiency and radioactivity of concrete shields containing colemanite | |
RU2035076C1 (en) | Source of gamma radiation provided with active core and method for manufacturing same | |
JP3926823B2 (en) | Radiation shielding material | |
Demerdjiev et al. | Numerical optimization of radiation shielding of target used for production of 18F | |
US20220406485A1 (en) | Fuel fabrication process for radioisotope thermoelectric generators | |
Knauer et al. | Californium-252 production and neutron source fabrication | |
Radulescu et al. | Best Practices for Shielding Analyses of Activated Metals and Spent Resins from Reactor Operation | |
RU2034347C1 (en) | Process of manufacture of core of source of gamma radiation on base of radionuclides of europium | |
Ainsworth | Review of actinide source technology | |
RU2163038C2 (en) | Manufacturing process for nuclear reactor control rod | |
DE1539797C (en) | Energy source that can be activated by irradiation | |
MacLean et al. | LPTR irradiation of ORNL magnesium oxide crystals | |
JPS6259900A (en) | Irradiator | |
JPH0151158B2 (en) | ||
Katoh et al. | Production of radioisotopic gamma radiation sources in JAERI | |
Song et al. | The characteristics of lead and tungsten targets used in the accelerator-driven subcritical reactor | |
RU2093858C1 (en) | Material absorbing neutrons for radionuclide sources of gamma radiation | |
Lesar et al. | Estimation of waste volumes after TRIGA Mark II research reactor dismantling | |
Klochkov et al. | Utilization of europium-containing control rods by development of gamma-europium sources | |
Sauerman et al. | Radiation protection problems at compact cyclotrons for medical and other use | |
Jagger | Radiation: How the Atoms Interact |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060421 |