Способ получения изотопов

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.

 

Заявляемое техническое решение относится к области получения радиоактивных материалов, в частности, касается обработки облученного сырья, которое может быть использовано для производства закрытых источников ионизирующих излучений для радиационно-химических гамма-установок.

В настоящее время в связи с увеличением спроса на закрытые источники ионизирующих излучений (ИИИ) для промышленных радиационно-химических гамма-установок, занимающихся радиационной обработкой материалов общепромышленного и медико-биологического назначения, некоторые атомные электростанции приступили к производству ИИИ из специальных облучательных сборок (В.И. Сытин, Ф.П. Тежков, Н.И. Нелотовская «Современное состояние методов получения и конструирования радиоизотопных источников ионизирующего излучения», обзор ВНИИНМ). Капсулы с облученным материалом, в ряде случаев, оказываются загрязненными радиоактивными продуктами в результате активно протекающих окислительных процессов, в условиях интенсивного облучения, исходящего от облученного материала (источника). Для удаления радиоактивной окисной пленки широко используют окислительно-восстановительные растворы. Самый современный метод химической дезактивации описан в патенте РФ №2196363, МКИ ⁷ G21F 9/00.

Ближайшим аналогом является способ получения изотопов облучением материала (например, кремния) в ядерном реакторе (патент РФ №2196363, МКИ ⁷ G21F 9/00) путем помещения его в герметичные капсулы, которые размещают в герметичных пеналах, заполненных инертным газом. После радиационного (нейтронного) активирования в атомном реакторе внутри капсул образуются изотопы. Из вскрытых пеналов извлекают капсулы, дезактивируют и отправляют заказчику для изготовления изотопных источников. В процессе облучения происходит не только накопление изотопов кобальта, но и активация металла, из которого выполнена облучаемая капсула. Это приводит к тому, что при последующих операциях в горячей камере при вскрытии пеналов и извлечению из них облученных капсул или транспортировке капсул в контейнерах в другие горячие камеры, где осуществляется их переработка и производство ИИИ, с поверхности капсул происходит осыпание продуктов коррозии металла капсул, что является причиной загрязнения оборудования. Таким образом, процесс образования продуктов коррозии металла интенсивно продолжается в течение всего времени, пока присутствует доступ кислорода к металлу капсулы, независимо от степени их дезактивации. Гальванические покрытия никелем и другими металлами не дают положительных результатов: все покрытия являются пористыми и при увлажнении позволяют ионам кобальта проникать на поверхность.

Недостатком ближайшего аналога является наличие радиоактивных продуктов коррозии на поверхности капсул с материалом после их извлечения из пеналов, что приводит к загрязнению окружающего пространства, технологического оборудования горячей камеры и оборудования для их транспортировки.

Задача, решаемая заявляемым изобретением, заключается в обеспечении радиационной безопасности капсул с материалом после радиационного активирования в ядерном реакторе.

Сущность настоящего изобретения состоит в том, что в способе получения изотопов путем помещения герметичных капсул с облучаемым материалом в герметичные пеналы, заполненные инертным газом, облучения капсул с материалом в ядерном реакторе и последующего их извлечения из пеналов предложено на извлеченные капсулы наносить покрытие из эпоксидно-акриловой композиции, которая затем отверждается под действием ионизирующего излучения радиационно активированного материала, находящегося внутри капсул.

Прочное неметаллическое радиационно-стойкое покрытие предотвращает осыпание радиационных окислов с наружной поверхности капсул. В качестве материала покрытия предложено использовать вещества, имеющие органосиликатную или кремнеорганическую основу, а также составы на основе указанных материалов, обладающие высокой температурной и радиационной стойкостью.

Нанесение покрытия осуществляют путем погружения капсул в емкость, заполненную эпоксидно-акриловой композицией. После выдержки капсул в указанной композиции в течение 10…15 минут - время необходимое для растворения воздушных пузырьков - капсулы извлекают, выдерживают на воздухе до полного отверждения и образования покрытия. Под действием ионизирующего излучения от радиационно активированного материала происходит отверждение (полимеризация) эпоксидно-акриловой композиции.

Применение предлагаемого технического решения позволяет существенно снизить уровень радиоактивного загрязнения капсул, а следовательно, и технологического оборудования горячей камеры, трудоемкости операций по первичной обработке капсул с радиационно активированным материалом.

Способ получения изотопов путем помещения герметичных капсул с облучаемым материалом в герметичные пеналы, заполненные инертным газом, облучения капсул с материалом в ядерном реакторе и последующего их извлечения из пеналов, отличающийся тем, что на извлеченные капсулы наносят покрытие из эпоксидно-акриловой композиции, которая затем отверждается под действием ионизирующего излучения радиационно активированного материала, находящегося внутри капсул.