Способ изготовления активной части источника ионизирующего излучения

 

Изобретение относится к ядерной технике и позволяет повысить безопасность при производстве и эксплуатации источника путем увеличения механического сцепления. Сущность изобретения: пористую заготовку из платины пропитывают раствором радионуклида, сушат и затем отжигают в восстановительной атмосфере при 1000-1200°С. Окончательное формирование активной части осуществляют дополнительным прессованием. Технический результат: повышение механической прочности активной части источника и уменьшение выщелачиваемости. Появляется возможность перехода к однокапсульной конструкции источника и уменьшения геометрических размеров источника. 1 табл.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при изготовлении источников ионизирующего излучения на основе актинидов и лантанидов.

Известен способ изготовления нейтронных источников на основе керметов, включающий очистку исходного раствора трансплутониевого элемента (ТПЭ), например, калифорния-252 от макропримесей, выделение ТПЭ в виде оксалата (карбоната, сульфата), введение в раствор катиона благородного металла и восстановителя, который восстанавливает этот катион до металла, фильтрацию, фиксацию ТПЭ на частичках металла кальцинированием в атмосфере гелия и водорода, прессование, спекание, прокатку в стержень или проволоку, ампулирование. Способ позволяет получать мощные источники разнообразной конфигурации. Недостатком способа является сложность технологии изготовления керметной проволоки (Патент США N 3778295, кл. 421-6, опубл. 1973).

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления источников но основе нуклидов ТПЭ, включающий пропитку пористой заготовки из пеноалунда азотнокислым раствором ТПЭ, сушку пористого образца с последующей термообработкой, приводящей к фиксации оксида ТПЭ в пористом материале матрицы и ампулирование (Патент ФРГ N 2314798, кл. G 21 G 4102, опубл. 1973).

Способ имеет ряд недостатков: низкие механические свойства пеноалунда, высокую вероятность попадания радионуклида в окружающую среду при разгерметизации источника, в связи с чем необходима двухкапсульная конструкция источника. Низкая механическая прочность пеноалунда усложняет проведение сборки и герметизации источника. При этом велика вероятность загрязнения сварного шва, что приводит к браку и необходимости длительной дезактивации.

Вышеуказанные недостатки устраняются тем, что в способе изготовления активной части источника ионизирующего излучения, включающем пропитку пористой заготовки раствором радионуклида с последующей сушкой и фиксацией радионуклида, пропитывают пористую заготовку из платины раствором радионуклида, высуживают на воздухе при 95-100^oC, отжигают в восстановительной атмосфере водорода (гелий-водородной смеси) при 1000-1200^oC с последующим прессованием до заданных геометрических размеров.

При этом повышается механическая прочность активной части источника, уменьшается выщелачиваемость за счет образования химически устойчивого сплава радионуклида с материалом матрицы, что приводит к уменьшению экологической опасности, появляется возможность перехода к однокапсульной конструкции источника и уменьшения геометрических размеров источника.

Результаты конкретного выполнения данного способа с использованием имитатора радионуклида - природного самария - приведены в таблице. Четыре пористые таблетки из платины помещали в кварцевые тигли, содержащие аликвоту азотнокислого раствора самария. Для имитации солевого фона реальных растворов радионуклидов использовали растворы самария с различным содержанием катионов Na, K, Mg, Al.

Кварцевые тигли помещали в шахтную омическую печь, нагретую до 95-100^oC, выдерживали при данной температуре в течение 1 ч, затем тигли нагревали в токе водорода до 1000-1200^oC. После охлаждения кварцевых тиглей извлекали таблетки и проводили окончательное формирование активной части дополнительным прессованием.

Количество самария, оставшееся в тигле, определяли по методике с Арсеназо Ш. (С.Б. Савин. Арсеназо Ш, Атомиздат, 1966).

Выщелачивание проводили по ISO 9978. Содержание самария в растворах после выщелачивания менее предела обнаружения по использованной методике с Арсеназо Ш - 0,05%.

Формула изобретения

Способ изготовления активной части радионуклидного источника, включающий подготовку, пропитку пористой матрицы раствором, содержащим радионуклид, сушку и последующую фиксацию радионуклида в порах матрицы, отличающийся тем, что пропитывают пористую матрицу из платины раствором радионуклида, сушат и фиксируют радионуклид отжигом в токе водорода или гелий-водородной смеси при 1000-1200°С, а окончательное формирование активной части осуществляют дополнительным прессованием.

РИСУНКИ

Рисунок 1