Способ и устройство извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов

Авторы патента:

Светухин Вячеслав Викторович (RU)

Шимбарев Евгений Васильевич (RU)

Козлов Дмитрий Владимирович (RU)

Соболев Алексей Александрович (RU)

Торгашов Илья Владимирович (RU)

Жуков Андрей Викторович (RU)

G21G4/00 - Радиоактивные источники (получение нейтронов или других внутриатомных частиц, рентгеновских или гамма-излучений в термоядерных реакторах G21B, в ядерных реакторах G21C, с помощью космического излучения G21H 7/00 в ускорителях H05H; рентгеновские трубки H01J 35/00; гамма-мазеры H01S 4/00)

Владельцы патента RU 2548019:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к средствам извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов из мишени. В заявленном способе предусмотрено выполнение мишени (19) в виде цилиндра с центральным стержнем, позиционированным по центру цилиндра двумя пробками, герметизация мишени с двух сторон и заполненение кольцеобразного пространства целевыми компонентами. При этом сначала обрезают в горизонтальном положении одновременно с двух сторон и удаляют пробки, переворачивают мишень в вертикальное положение, а затем встряхиванием удаляют центральный стержень и облученные целевые компоненты из корпуса мишени. Заявленное устройство включает устройство для вскрытия мишени, оснащенное основанием (1), на котором расположены два устройства для вскрытия концов круглой мишени (10), а также штанги, по которым перемещается каретка (4) с закрепленными на ней поворотными плоскими тисками и вибратором (9). Кроме того, устройство для вскрытия концов круглой мишени содержит плиту, на которой вращается планшайба с помощью ручного привода. Техническим результатом является возможность вскрытия мишени дистанционно в радиационно-защитных «горячих» камерах и дальнейшего использования облученных целевых компонентов. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области атомной техники и предназначено для извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов из мишени.

Известен способ извлечения молибдена-99 из матрицы, содержащей расщепляющий материал нейтронного облучения и продукты деления (см. патент US № 4094953, кл. G21G4/00, опубл. 13.06.1978г), включающий растворение облученного материала в растворах минеральных кислот и щелочей или в расплавах солей в аппаратах-растворителях;

известен способ восстановления молибдена-99 от облучаемой мишени сплава урана (см. патент US № 4701308, кл. G21G4/00, опубл. 20.10.1978г), включающий растворение облучаемой мишени сплава урана в серной кислоте.

Недостатком известных способов извлечения ценных компонентов является растворение обличенного материала в аппаратах-растворителях. Эти способы требуют разработки специального оборудования, позволяющего проводить разделку мишеней дистанционно без выброса летучих соединений (Хе, Kr, J2 и др.) в атмосферу защитной камеры. Кроме того, облученный материал после разгерметизации оболочки загружают в специальный аппарат-растворитель. Осуществление загрузки облученного материала в реактор-растворитель также требует специального оборудования, которое бы исключало контакт облученного материала с атмосферой защитной камеры.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления ( см. патент РФ №2267180, кл. G21G4/00, опубл. 27.12.2005 г.), включающий мишень, снабженную на обоих концах штуцерами с мембранами, герметично подключенную непосредственно в проточную линию технологической схемы. Затем с помощью штуцеров-толкателей разрушают мембраны, объединяя тем самым внутренние полости оболочки и технологической схемы. Пропускают через оболочку мишени жидкие или газообразные реагенты для извлечения целевых компонентов. Затем оболочку с оставшимися в ней продуктами отсоединяют от технологической линии и закрывают с обоих концов герметичными резьбовыми заглушками для временного или постоянного хранения.

Устройство для извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов состоит из оболочки с облученным материалом, содержит штуцеры-толкатели, герметично закрепленные на ней с обоих концов, выполненные в виде цилиндрических патрубков с глухими мембранами внутри, резьбой на наружной поверхности и канавками на торцевых поверхностях для размещения в них упругих прокладок.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного изобретения относится то, что способ и устройство не обеспечивают извлечения целевых компонентов из мишени в исходном виде, не разрушая их.

Сущность предлагаемого способа извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов заключается в том, что мишень, выполненную в виде цилиндра с центральным стержнем, позиционированным по центру цилиндра двумя пробками, загерметизированную с двух сторон и заполненную кольцеобразное пространство целевыми компонентами, сначала обрезают в горизонтальном положении одновременно с двух сторон и удаляют пробки, переворачивают мишень в вертикальное положение, а затем встряхиванием удаляют центральный стержень и облученные целевые компоненты из корпуса мишени.

Устройство извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов снабжено основанием, на котором расположены два устройства для вскрытия концов круглой мишени, штанги, по которым перемещается каретка с закрепленными на ней поворотными плоскими тисками и вибратором. Кроме того, устройство для вскрытия концов круглой мишени состоит из плиты, на которой вращается планшайба с помощью ручного привода, причем сама планшайба оснащена поворотным сектором с пазами на котором с помощью осей крепятся отрезные ролики, имеющие возможность посредством ручного устройства осуществлять радиальное перемещение.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:

- использование способа и устройства вскрытия мишени дистанционно в радиационно-защитных «горячих» камерах с целью дальнейшего использования облученных целевых компонентов.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложенный способ включает в себя удаление целевых компонентов из мишени.

Особенность заключается в том, что мишень, выполненную в виде цилиндра с центральным стержнем, позиционированным по центру цилиндра двумя пробками, загерметизированную с двух сторон и заполненную кольцеобразное пространство целевыми компонентами, сначала обрезают в горизонтальном положении одновременно с двух сторон и удаляют пробки, переворачивают мишень в вертикальное положение, а затем встряхиванием удаляют центральный стержень и облученные целевые компоненты из корпуса мишени.

Устройство извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов включает в себя устройство для вскрытия мишени.

Особенность заключается в том, что устройство извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов снабжено основанием, на котором расположены два устройства для вскрытия концов круглой мишени, штанги, по которым перемещается каретка с закрепленными на ней поворотными плоскими тисками и вибратором. Кроме того, устройство для вскрытия концов круглой мишени состоит из плиты, на которой вращается планшайба с помощью ручного привода, причем сама планшайба оснащена поворотным сектором с пазами, на котором с помощью осей крепятся отрезные ролики, имеющие возможность посредством ручного устройства осуществлять радиальное перемещение.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Конструкция изобретения представлена на фигурах.

Фиг.1 - внешний вид устройства извлечения с закрепленной мишенью в верхнем положении;

Фиг.2 - внешний вид устройства вскрытия концов круглой мишени;

Фиг. 3 - внешний вид устройства извлечения в положении вскрытия концов круглой мишени;

Фиг. 4 - внешний вид устройства извлечения с закрепленной мишенью в вертикальном положении;

Фиг.5 - мишень в продольном сечении.

Устройство извлечения состоит из основания 1, штанг 2 и 3, каретки 4, роликов 5, устройства фиксации 6 каретки в верхнем положении, плоских тисков 7, устройства фиксации 8 тисков в различных положениях, вибратора 9, устройств 10 для вскрытия концов круглой мишени. Каждое устройство в свою очередь состоит из плиты 11, планшайбы 12, ручек 13, секторов 14 с пазами 15, осей 16, отрезных роликов 17, устройства радиального перемещения 18 отрезных роликов 17.

Устройство извлечения комплектуется емкостью 18 для сбора облученных целевых компонентов.

Круглая мишень 19 состоит из корпуса 20, центрального стержня 21, хвостовиков 22 и 23, пробок 24 и 25.

Устройство извлечения комплектуется емкостью 26 для сбора облученных целевых компонентов.

Устройство извлечения работает следующим образом. Мишень 19 закрепляется в горизонтальном положении в плоских тисках 7 (см. фиг.1), когда каретка 4 закреплена в верхнем положении. Затем каретка 4 освобождается устройством фиксации 6 и по штангам 2 и 3 опускается в нижнее положение. При этом концы 22 и 23 мишени вставляются в пазы устройств 10 для вскрытия. Надрезка корпуса 20 мишени 19 осуществляется тремя отрезными роликами 17 с каждой стороны путем вращения планшайбы 12 за ручки 13 вокруг корпуса 20. Радиальное перемещение роликов 17 (радиальная подача) осуществляется путем вращения устройства радиального перемещения 18. В этом случае сектор 14 поворачивается вокруг оси круговой мишени, а оси 16, на которых закреплены ролики 17, перемещаются в пазах 15 и осуществляют радиальное перемещение.

После надрезки с обоих концов корпуса 20 мишени 19 манипулятором, управляемым дистанционно оператором (на фиг. не показан), извлекаются пробки 24 и 25. После извлечения пробок каретку 4 совместно с вскрытой мишенью поднимают в верхнее положение и фиксируют устройством фиксации 6. После чего тиски 7, с закрепленной в них мишенью, поворачивают на 90 градусов и фиксируют устройством фиксации 8, тем самым придавая мишени вертикальное положение. Под вертикальную мишень манипулятором подставляют емкость 26, в которую ссыпают облученных целевых компонентов совместно с центральным стержнем 21. Для ускорения процесса сброса облученные целевые компоненты из мишени 19 в емкость 26 на каретке 4 предусмотрен вибратор 9, который включается оператором по мере необходимости.

Таким образом, выше изложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов из цилиндрической мишени и может быть использовано для вскрытия мишени дистанционно в радиационно-защитных «горячих» камерах;

- для заявленного способа и устройства в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем поставленных технических задач (использование способа и устройства вскрытия цилиндрической мишени дистанционно в радиационно-защитных «горячих» камерах с целью дальнейшего использования облученных целевых компонентов).

1. Способ извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов, включающий удаление целевых компонентов из мишени, отличающийся тем, что мишень, выполненную в виде цилиндра с центральным стержнем, позиционированным по центру цилиндра двумя пробками, загерметизированную с двух сторон и заполненную кольцеобразное пространство целевыми компонентами, сначала обрезают в горизонтальном положении одновременно с двух сторон и удаляют пробки, переворачивают мишень в вертикальное положение, а затем встряхиванием удаляют центральный стержень и облученные целевые компоненты из корпуса мишени.

2. Устройство извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов, включающее в себя устройство для вскрытия мишени, отличающееся тем, что устройство оснащено основанием, на котором расположены два устройства для вскрытия концов круглой мишени, штанги, по которым перемещается каретка с закрепленными на ней поворотными плоскими тисками и вибратором.

3. Устройство извлечения по п. 2, отличающееся тем, что устройство для вскрытия концов круглой мишени состоит из плиты, на которой вращается планшайба с помощью ручного привода, причем сама планшайба оснащена поворотным сектором с пазами, на котором с помощью осей крепятся отрезные ролики, имеющие возможность посредством ручного устройства осуществлять радиальное перемещение.

Изобретение относится к средствам извлечения компонентов из облученной мишени. В заявленном способе мишень, выполненную в виде загерметизированного в оболочку плоского сепаратора, сначала подвергают поперечной разрезке путем отсечения конечных частей мишени, а затем производят двухстороннее вскрытие мишени по обеим её длинным сторонам.

Способ производства изотопов (варианты), система для производства изотопов и ядерный топливный узел // 2543964

Изобретение относится к способам и устройствам для производства изотопов внутри водных стержней ядерных топливных узлов. Способы включают выбор требуемой облучаемой мишени, основываясь на свойствах мишени, загрузку мишени в стержень-мишень, основываясь на свойствах облучаемых мишеней и топливного узла, экспонирование стержня-мишени потоку нейтронов и/или сбор произведенных изотопов из облучаемых мишеней из стержня-мишени.

Прецизионный источник радионуклидного излучения // 2540408

Изобретение относится к источнику ионизирующего излучения. Заявленный источник излучения содержит вставку с радиоактивным веществом, расположенную в свинцовом корпусе (3).

Импульсный генератор нейтронов // 2523026

Заявленное изобретение относится к приборам для генерации нейтронов при ядерном взаимодействии ускоренных дейтронов с мишенями, содержащими тяжелые изотопы водорода.

Способ проведения облучения злокачественных опухолей поджелудочной железы пучком адронов // 2491107

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей поджелудочной железы пучками адронов.

Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления // 2476942

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде. .

Способ нанесения радиоизотопа на вогнутую металлическую поверхность подложки закрытого источника излучения // 2475875

Изобретение относится к радиохимии и производству изделий медицинской техники и может быть использовано для нанесения рутения-106 на вогнутую металлическую поверхность подложки офтальмоаппликатора.

Способ изменения изотопного состава металлов // 2448381

Изобретение относится к технологии производства стабильных изотопов, в частности к технологии изменения изотопного состава свинца или индия при зонной перекристаллизации, и может быть использовано для получения ультрачистых стабильных изотопов металлов.

Способ проведения облучения злокачественных опухолей желудка пучком адронов и устройство для его осуществления // 2424012

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при выполнении лучевой терапии злокачественных опухолей пучками адронов. .

Способ проведения облучения злокачественных опухолей пищевода пучком адронов и устройство для его осуществления // 2423157

Способ сборки источников ионизирующего излучения на основе радионуклида кобальта-60 и устройство для его осуществления // 2558752

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при изготовлении источников для медицинских целей. Источники ионизирующего излучения (ИИИ) в виде заготовок из кобальта диаметром 1 мм и длиной 1 мм, заранее складированные в открытом бункере, порционно транспортируются сепаратором через узел загрузки в капсулу. При этом нижняя часть узла загрузки капсулы, в процессе загрузки капсулы, опущена ниже верхней части капсулы, а количество порционно транспортируемых ИИИ и их масса определяется размерами пазов сепаратора и их количеством. Устройство сборки ИИИ на основе радионуклида кобальта-60 включает в себя накопительный открытый бункер с ИИИ, устройство передачи порции ИИИ в капсулу, узел загрузки капсулы. Кроме того, устройство передачи порции ИИИ в капсулу выполнено в виде сепаратора, подключенного к шаговому двигателю, причем сепаратор оснащен пазами для транспортирования ИИИ от накопительного открытого бункера в узел загрузки капсулы. Технический результат: упрощение конструкции и снижение трудоемкости загрузки ИИИ в капсулы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ сборки источников ионизирующего излучения с применением компенсаторов и устройство для его осуществления // 2560107

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано при изготовлении источников ионизирующего излучения (ИИИ) медицинского назначения. Способ включает в себя заполнение капсулы источниками ионизирующего излучения. Кроме того, ИИИ в виде заготовок из кобальта диаметром 1 мм и длиной 1 мм, заранее складированные в первом открытом бункере, по одной единице транспортируются с помощью магнитных сил через узел загрузки в капсулу, куда дополнительно из второго открытого бункера транспортируются компенсаторы по одной единице с помощью магнитных сил через узел загрузки в капсулу. При этом количество ИИИ и компенсаторов фиксируется счетчиком. Загрузка капсулы осуществляется на посту загрузки, а смена капсулы - на посту смены, путем перемещения капсулы дистанционной рукой манипулятора. Также предложено устройство для работы в радиационно-защитной «горячей» камере. Технический результат: снижение трудоемкости загрузки ИИИ в капсулы с использованием компенсаторов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ получения радионуклида никель-63 // 2561378

Изобретение относится к реакторной технологии получения радионуклидов и может быть использовано для производства радионуклида 63Ni, являющегося основой для создания миниатюрных автономных источников электрической энергии с длительным сроком службы, работающих на бета-вольтаическом эффекте. Способ получения радионуклида 63Ni включает изготовление никелевой мишени, обогащенной по изотопу 62Ni, из композиционного материала, состоящего из наночастиц никеля или его соединений, окруженных буфером в виде твердого вещества, растворимого в воде или других растворителях, облучение мишени в нейтронном потоке ядерного реактора, разделение наночастиц мишени и буфера, направление буфера на радиохимическую переработку для выделения радионуклида 63Ni и возвращение наночастиц никеля в ядерный реактор в состав новой мишени. Изобретение обеспечивает повышение удельной активности радионуклида 63Ni, упрощение технологического процесса его получения и снижение количества радиоактивных отходов. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.

Способ получения радионуклида никель-63 для бета-вольтаических источников тока // 2569543

Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов, а более конкретно к технологии получения радиоактивного изотопа никель-63, используемого в производстве бета-вольтаических источников тока. Способ получения радионуклида никель-63 включает в себя получение из исходного никеля обогащенной по никелю-62 никелевой мишени с содержанием никеля-64 более 2%, облучение мишени в реакторе и последующее обогащение облученного продукта по никелю-63 до достижения им содержания 75% и более в обогащенном продукте. Изобретение обеспечивает крупномасштабное рентабельное производство никеля-63 для бета-вольтаических источников тока.

Способ получения изотопов // 2573527

Изобретение относится к области получения радиоактивных материалов, в частности к обработке облученного сырья, которое может быть использовано для производства закрытых источников ионизирующих излучений для радиационно-химических гамма-установок. Способ получения изотопов включает помещение герметичных капсул с облучаемым материалом в герметичные пеналы, заполненные инертным газом, облучение капсул с материалом в ядерном реакторе и извлечение их из пеналов, при этом на извлеченные капсулы наносят покрытие из эпоксидно-акриловой композиции, которая затем отверждается под действием ионизирующего излучения радиационно активированного материала, находящегося внутри капсул. Изобретение обеспечивает снижение уровня радиоактивного загрязнения капсул и технологического оборудования горячей камеры, а также снижение трудоемкости операций.

Способ разделения радионуклидов кадмия и серебра // 2574274

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов и аналитической химии. Способ разделения радионуклидов кадмия и серебра включает растворение облученного серебра в азотной кислоте, упаривание раствора, растворение образовавшихся нитратов в аммиачном растворе, восстановление серебра до металла в аммиачной среде сернокислым гидроксиламином при рН более 6 и при мольном отношении сернокислого гидроксиламина к серебру более 1, отделение осадка металлического серебра от маточного раствора, содержащего кадмий-109 и осаждение из маточного раствора любого малорастворимого соединения кадмия. Изобретение обеспечивает эффективное разделение радионуклидов кадмия и серебра. 2 ил., 1 табл.

Усовершенствованный генератор биомаркеров // 2581032

Изобретение относится к области получения короткоживущих радиоактивных фармацевтических препаратов в количествах порядка единичной дозы. Генератор биомаркеров включает в себя ускоритель частиц и систему микросинтеза радиоактивных фармацевтических препаратов. Микроускоритель генератора биомаркеров оптимизирован для производства радиоизотопов, полезных при синтезе радиоактивных фармацевтических препаратов в количествах порядка одной единичной дозы, обеспечивая значительно снижение размера, требований по мощности и веса по сравнению с традиционными радиационно-фармацевтическими циклотронами. Система микросинтеза радиоактивных фармацевтических препаратов в генераторе биомаркеров представляет собой систему химического синтеза малого объема, содержащую микрореактор и (или) микроструйный чип, и оптимизирована для синтеза радиоактивных фармацевтических препаратов в количествах порядка одной единичной дозы. Технический результат - снижение количества необходимого радиоизотопа и времени его переработки по сравнению с традиционными системами синтеза радиоактивных фармацевтических препаратов. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ получения радиоизотопа стронций-82 // 2585004

Изобретение относится к технологии получения радиоизотопов для ядерной медицины на ускорителях заряженных частиц. Способ получения радиоизотопа стронций-82 (82Sr) по реакции Rb(p,xn)82Sr включает облучение мишени протонами, в качестве которой используют раствор или расплав одного или нескольких химических соединений рубидия или их взвесь в жидком носителе, и осуществление их циркуляции в замкнутом контуре через зону облучения протонами, нарабатывая в мишени по реакции 85Rb(p,4n)82Sr и(или) реакции 87Rb(p,6n)82Sr радиоизотоп 82Sr, и выделение 82Sr из облученной мишени после облучения или непосредственно во время облучения радиохимическим методом. Изобретение обеспечивает снижение взрывоопасности способа, расширение функциональности, возможность использования многоразового мишенного устройства, позволяющего исключить затраты на его изготовление и возможность автоматизации способа. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 9 табл.

Способ получения радионуклида стронция-82 // 2598089

Изобретение относится к области физико-химического разделения радионуклидов, в частности к способу получения радионуклида стронция-82, и может быть использовано в ядерной медицине. Способ включает облучение ускоренным пучком протонов энергии 70 МэВ контейнера с мишенью из хлорида рубидия или металлического рубидия, испарение мишенного вещества в балластный объем в высоком вакууме при температуре 900-950°C, испарение оставшегося на внутренней поверхности контейнера радионуклида стронция-82 при температуре 1500-1900°C и одновременное высаживание его на охлаждаемый коллектор, с которого впоследствии он смывается раствором соляной или азотной кислоты. Изобретение обеспечивает упрощение получения радионуклида стронция-82 и высокий выход конечного продукта. 4 ил.

Каскадный умножитель блока излучателя нейтронов // 2601435

Изобретение относится к источнику нейтронного излучения, предназначенному для проведения геофизических исследований нефтяных, рудных и газовых месторождений нейтронными методами. В заявленном каскадном умножителе блока излучателя нейтронов каждый каскад состоит из высоковольтных диодов, высоковольтного пленочного конденсатора повышающей и высоковольтного пленочного конденсатора выравнивающей колонны и при этом дополнительно содержит две монтажные платы из нефольгированного стеклотекстолита с отверстиями, в которых зажаты металлические шарики в количестве 2М+2, где М=1, 2,…, причем на одной плате высоковольтные диоды в количестве 2М, где М=1, 2,…, соединены друг с другом последовательно паяным соединением на металлических шариках. На другой плате паяным соединением на металлических шариках последовательно соединены между собой высоковольтные пленочные конденсаторы повышающей колонны, а высоковольтные пленочные конденсаторы выравнивающей колонны, соединенные между собой на металлических шариках последовательно при помощи пайки, закреплены таким образом, чтобы в их полости оказались монтажные платы с высоковольтными пленочными конденсаторами повышающей колонны, запаянные на металлических шариках. Техническим результатом является упрощение монтажа каскадного умножителя и повышение прочности всей конструкции блока излучателя. 5 ил.