RU2724108C1 - Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления - Google Patents
Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724108C1 RU2724108C1 RU2019126476A RU2019126476A RU2724108C1 RU 2724108 C1 RU2724108 C1 RU 2724108C1 RU 2019126476 A RU2019126476 A RU 2019126476A RU 2019126476 A RU2019126476 A RU 2019126476A RU 2724108 C1 RU2724108 C1 RU 2724108C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- filter
- filter cartridge
- ampoule
- radioactive isotopes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
- G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
- G21G1/02—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes in nuclear reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Medical Preparation Storing Or Oral Administration Devices (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
- Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к области радиохимии. Мишень для наработки радиоактивных изотопов содержит цилиндрическую ампулу. Внутри ампулы размещены один или несколько фильтр-патронов для стартового материала. Фильтр-патрон содержит цилиндрический стакан с дном из пористого материала, пробку для закрывания стакана со сквозным отверстием, пробку. Имеется также способ изготовления мишени. Группа изобретений позволяет повысить безопасность при изготовлении мишеней для наработки радиоактивных изотопов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано для наработки радиоизотопов в облучательных устройствах ядерных реакторов, в том числе в случаях радиоактивного стартового материала.
Существующие способы получения радиоактивных изотопов в подавляющем большинстве случаев предполагают облучение стартового материала, помещенного в герметичную оболочку из слабопоглощающего нейтроны материала (например, нержавеющая сталь, титан, цирконий, алюминий). Стартовый материал может находиться в виде таблеток, порошка или металлических стержней. В случае нерадиоактивных стартовых материалов его подготовка к облучению может проводиться любым из существующих способов, например, прессованием (таблетки), литьем (металлические изделия), засыпкой (порошок).
Известна мишень для получения радиоактивных изотопов, содержащая оболочку из алюминиевого сплава трубчатого сечения с размещенным внутри нее сердечником и герметизированной с помощью сварки. Сердечник представляет собой порошок, помещаемый внутрь оболочки путем засыпки через ее свободный торец ["Converting Targets and Processes for Fission-Produckt 99Mo From High - to Low - Enriched Uranium". G.F. Vandegrift, J.L. Snelgrove, S. Aase. RERTR Buenos Axis, Argentina, September 28-October 2, 1987, 470-486 (1994)]. При использовании радиоактивного стартового материала с высокой удельной активностью (например, 226Ra, 244Cm, 240Pu и т.п.) использование данной конструкции мишени приводит к необходимости использования опасной технологической операции -пересыпание высокоактивных порошков. При проведении данной операции с использованием дистанционных условий радиационно-защитного оборудования, как правило, происходит распыление (потеря) части порошка с образованием большого количества радиоактивных аэрозолей, которые загрязняют поверхность радиационно-защитного и технологического оборудования, а также внешнюю поверхность самой реакторной мишени.
Чтобы снизить пыление при загрузке радиоактивного стартового материала в мишень можно смешивать его с инертным нерадиоактивным носителем, например кварцевым порошком [Патент РФ 2192678, G21G 4/02]. Но данный способ все равно не устраняет образование аэрозолей при пересыпании порошков.
Способ подготовки стартового материала к облучению [Патент РФ 2170968, G21G 4/02] предполагает предварительное изготовление таблеток путем прессования. Обращение с таблетированными препаратами считается более безопасным, чем с радиоактивными порошками. Но данный способ все равно предполагает пересыпание радиоактивных порошков на этапе прессования (засыпка порошка в пресс-форму). Кроме того он требует оборудования для прессования, сложного в эксплуатации в дистанционных условиях.
Задачей данного технического решения является повышение безопасности при изготовлении мишеней для наработки радиоактивных изотопов.
Для решения данной задачи мишень для наработки радиоактивных изотопов, содержит цилиндрическую ампулу, внутри которой размещены один или несколько фильтр-патронов для стартового материала, причем фильтр-патрон содержит цилиндрический стакан с дном из пористого материала, пробку для закрывания стакана со сквозным отверстием, пробку.
Отверстие в пробке фильтр-патрона содержит вставку из пористого фильтрующего материала.
Фильтрующий элемент фильтр-патрон выполнен из пористого фильтрующего материала, в качестве которого используют нержавеющую сталь, титан, цирконий, кварцевое стекло или сплавы на основе алюминия.
Пробка фильтр-патрона имеет кольцевую проточку.
Ампула и пробка ампулы изготовлены из нержавеющей стали, титана, циркония или алюминия.
Способ изготовления реакторной мишени для получения радиоактивных изотопов заключающийся в том, что жестко скрепляют дно из пористого материала с цилиндрическим стаканом, фильтруют суспензию стартового материала в через фильтр-патрон, сушат, подвергают термической обработке, закупоривают фильтр - патрон пробкой, помещают в ампулу и герметизируют.
Наличие фильтр-патрона с пористым фильтрующим материалом повышает безопасность при изготовлении мишеней для наработки радиоактивных изотопов, что особенно важно при работе в радиационно-защитных камерах с использованием манипуляторов. Работа по изготовлению данной мишени не приводит к образованию радиоактивных аэрозолей и требует более простого аппаратного оформления.
Указанная конструкция реакторной мишени обеспечивает отсутствие загрязненности радиоактивными веществами наружных поверхностей внешней оболочки, что в свою очередь исключает возможность загрязнения дорогостоящего оборудования, используемого для герметизации реакторных мишеней.
Наличие в пробке фильтр-патрона отверстия позволяет выход газообразных продуктов, образующихся в стартовом материале, в свободный внутренний объем ампулы. Таким образом, если облучение в реакторе приводит к повышению избыточного давления внутри реакторной мишени, выход газообразных продуктов происходит при вскрытии внешней, а не внутренней оболочки. Наличие в пробке фильтрующего элемента отверстия предотвращает выход радиоактивных аэрозолей вместе с газообразными продуктами при вскрытии.
Заполнение внутренней оболочки стартовым радиоактивным материалом производится путем фильтрации суспензии под разряжением.
В предлагаемой конструкции герметизация внутренней оболочки не проводится, что позволяет механически извлечь пробку фильтр-патрона после облучения мишени.
После фильтрации высокоактивный стартовый материал внутри фильтр-патрона высушивают и прокаливают при необходимости. Фильтр-патрон закрывают пробкой и помещают внутрь внешней оболочки (ампулы). Ампулу закрывают пробкой и герметизируют сваркой.
Технический результат предлагаемого решения:
- уменьшение механических потерь стартового материала при изготовлении реакторной мишени путем использования фильтр-патрона в качестве фильтра при выделении стартового материала из суспензии, в качестве тигля при прокаливании стартового материала и в качестве внутренней оболочки мишени при облучении.
- повышение безопасности при изготовлении мишеней с использованием радиоактивных стартовых материалов за счет отсутствия операций, связанных с пересыпанием радиоактивных порошков, и приводящих к образованию большого количества радиоактивных аэрозолей.
- повышение безопасности при вскрытии облученных мишеней в случаях, когда облучение мишени связано с образованием газообразных веществ и повышением давления во внутреннем объеме мишени. При вскрытии таких мишеней давление падает на стадии вскрытия внешней оболочки, а безопасность обеспечивается путем надежного удержания радиоактивных порошков и аэрозолей фильтрующими элементами внутренней оболочки.
На прилагаемом рисунке мишень в разрезе
где: 1 - стартовый материал (радиоактивный порошок);
2 - корпус фильтр-патрона;
3 - дно фильтр-патрона из пористого фильтрующего материала;
4 - пробка фильтр-патрона;
5 - вставка в пробку из пористого фильтрующего материала;
6 - корпус ампулы;
7 - пробка ампулы.
Были изготовлены фильтр-патроны диаметром 7,4 мм, длиной 69 мм из нержавеющей стали. Через каждый фильтр патрон было пропущено по 200 мл суспензии содержащей 1,4 г кристаллов [Pb, Ra](NO3)2 в азотной кислоте с концентрацией 14 моль/л. После этого фильтр-патроны были высушены на воздухе и прокалены в трубчатой печи 4 ч при 700°С для образования метаплюмбата радия (используется патент РФ №2436179). Фильтр-патроны был закупорены пробками и размещены в изготовленных ампулах диаметром 8,8 мм и длиной 95 мм из нержавеющей стали. Ампулы были закрыты пробками и герметизированы аргонно-дуговой сваркой. По результатам испытаний данные реакторные мишени были признаны пригодными к облучению в экспериментальных каналах реактора СМ. Всего в рамках испытаний было успешно изготовлено и облучено 9 мишеней данной конструкции.
Claims (7)
1. Мишень для наработки радиоактивных изотопов, содержащая цилиндрическую ампулу, внутри которой размещены один или несколько фильтр-патронов для стартового материала, причем фильтр-патрон содержит цилиндрический стакан с дном из пористого материала, пробку для закрывания стакана со сквозным отверстием, пробку.
2. Мишень по п. 1, отличающаяся тем, отверстие в пробке фильтр-патрона содержит вставку из пористого фильтрующего материала.
3. Мишень по п. 1, отличающаяся тем, что фильтр фильтр-патрона выполнен из пористого фильтрующего материала, в качестве которого используют нержавеющую сталь, титан, цирконий, кварцевое стекло или сплавы на основе алюминия.
4. Мишень по п. 1, отличающаяся тем, что пробка фильтр-патрона имеет кольцевую проточку.
5. Мишень по п. 1, отличающаяся тем, что ампула и пробка ампулы изготовлены из нержавеющей стали, титана, циркония или алюминия.
6. Способ изготовления реакторной мишени для получения радиоактивных изотопов, заключающийся в том, что жестко скрепляют дно из пористого материала с цилиндрическим стаканом, фильтруют суспензию стартового материала через фильтр-патрон, сушат, подвергают термической обработке, закупоривают фильтр-патрон пробкой, помещают в ампулу и герметизируют.
7. Способ по п. 6, заключающийся в том, что фильтруют суспензию под разрежением.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126476A RU2724108C1 (ru) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления |
PCT/RU2020/000433 WO2021034220A2 (ru) | 2019-08-20 | 2020-08-13 | Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019126476A RU2724108C1 (ru) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2724108C1 true RU2724108C1 (ru) | 2020-06-22 |
Family
ID=71135692
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019126476A RU2724108C1 (ru) | 2019-08-20 | 2019-08-20 | Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2724108C1 (ru) |
WO (1) | WO2021034220A2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201649U1 (ru) * | 2020-10-30 | 2020-12-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Мишень для накопления изотопов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2192678C1 (ru) * | 2001-05-31 | 2002-11-10 | Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов | Способ изготовления мишени для облучения в реакторе |
RU38249U1 (ru) * | 2003-11-27 | 2004-05-27 | Комов Александр Николаевич | Облучательная сборка |
DE60215939T2 (de) * | 2001-06-11 | 2007-09-13 | Ion Beam Applications S.A. | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung vom fluor-isotop f-18 |
RU93175U1 (ru) * | 2009-11-17 | 2010-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ИЗОТОП" | Облучательная сборка для получения радиоактивных медицинских изотопов в атомном канальном реакторе |
RU2703994C1 (ru) * | 2018-12-25 | 2019-10-23 | Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина" | Способ получения радиоизотопа молибден-99 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2237937C1 (ru) * | 2003-04-14 | 2004-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр РФ Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Способ изготовления мишеней-накопителей |
-
2019
- 2019-08-20 RU RU2019126476A patent/RU2724108C1/ru active
-
2020
- 2020-08-13 WO PCT/RU2020/000433 patent/WO2021034220A2/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2192678C1 (ru) * | 2001-05-31 | 2002-11-10 | Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов | Способ изготовления мишени для облучения в реакторе |
DE60215939T2 (de) * | 2001-06-11 | 2007-09-13 | Ion Beam Applications S.A. | Verfahren und vorrichtung zur erzeugung vom fluor-isotop f-18 |
RU38249U1 (ru) * | 2003-11-27 | 2004-05-27 | Комов Александр Николаевич | Облучательная сборка |
RU93175U1 (ru) * | 2009-11-17 | 2010-04-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ИЗОТОП" | Облучательная сборка для получения радиоактивных медицинских изотопов в атомном канальном реакторе |
RU2703994C1 (ru) * | 2018-12-25 | 2019-10-23 | Акционерное общество "Радиевый институт имени В.Г. Хлопина" | Способ получения радиоизотопа молибден-99 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU201649U1 (ru) * | 2020-10-30 | 2020-12-24 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» | Мишень для накопления изотопов |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2021034220A3 (ru) | 2021-05-27 |
WO2021034220A2 (ru) | 2021-02-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Weinstock et al. | The properties of plutonium hexafluoride | |
US4172807A (en) | Method for anchoring radioactive substances in a body resistant to leaching by water | |
RU2724108C1 (ru) | Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления | |
JP6105595B2 (ja) | 医学的用途のためのセラミックカプセルを使用したCu67放射性同位体の製造方法および製造するためのターゲットユニット、Zn68をCu67から昇華させる装置 | |
JP6382716B2 (ja) | 有害廃棄物を封止可能な容器内に移送するための充填デバイス、システム、および方法 | |
US3833469A (en) | Process for the production of technetium-99m from neutron irradiated molybdenum trioxide | |
KR20130012127A (ko) | 이온 특화 미디어를 사용한 동위원소 특화 분리 방법 및 유리질화 방법 | |
US2830190A (en) | Radioactive source | |
GB1588350A (en) | Method of anchoring radioactive waste from nuclear fuel in a body resistant to leaching by water | |
RU2700378C1 (ru) | Контейнер дозиметра и элемент для измерения дозы | |
GB1590108A (en) | Method of treating radioactive waste | |
US3213031A (en) | Method of sealing refractory vessel containing radioactive wastes | |
US20140112846A1 (en) | Use of a kmgf3 compound for trapping metals in the form of fluorides and/or oxyfluorides in a gaseous or a liquid phase | |
US10685757B2 (en) | Nuclear reactor assemblies, nuclear reactor target assemblies, and nuclear reactor methods | |
RU183971U1 (ru) | Мишень для накопления изотопа лютеция-177 | |
US3627691A (en) | A method of preparing a californium-252 neutron | |
US20190252081A1 (en) | Method to Pressurize Sic Fuel Cladding Tube Before End Plug Sealing by Pressurization Pushing Spring Loaded End Plug | |
US3253152A (en) | Auto-canning of radiation sources | |
RU2424588C1 (ru) | Топливная таблетка тепловыделяющего элемента | |
RU2120669C1 (ru) | Контейнер для облучения делящихся материалов | |
JP2014519974A (ja) | 有害廃棄物を保管するためのモジュール構成のプロセスフロー設備計画 | |
JP2016117063A (ja) | 有害廃棄物を保管する充填容器および方法 | |
Enomoto et al. | New method for preparation of a ceramic strontium-90 titanate β-ray source | |
RU2102808C1 (ru) | Способ получения радиостронция | |
US3680284A (en) | APPARATUS FOR PRODUCING GASEOUS FISSION PRODUCTS, PARTICULARLY Xe{14 133 |