CN113351017B - 一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于放射性同位素制备领域，涉及一种用于生产碘‑125的回路中气态碘的提取装置，包括转盘、提取机构、固定座，提取机构安装在转盘内，对称设置的两个气嘴一端固定连接转盘并与提取机构内的第一气体通道对接、连通，另一端***固定座并分别与固定座内的两个第二气体通道对接、连通，两个第二气体通道与两个气嘴、第一气体通道形成供气体进出的、密闭的循环气体回路，第一气体通道内设置碘分离材料。提取机构作为独立结构可在回路装置上插拔。提取机构可避免回路中产生的碘‑125参与循环回路辐照。回收时只需对提取机构进行淋洗，减少了氙‑125气体的转移、液氮冷冻、靶筒切割等过程，简化操作流程，可重复使用，降低成本。

Description

一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置
技术领域
本发明属于放射性同位素制备技术领域，涉及一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，特别适用于连续循环回路法辐照生产碘-125时碘-125的提取分离。
背景技术
碘-125是重要的医用放射性核素(T1/2＝59.407d)，由于其半衰期较长、能量适中，对人体组织产生的辐射损伤小等优点，使其在生物医学、放射性免疫体外诊断和近距离植入***等方面得到广泛应用。然而，目前国内碘-125原料长期完全依赖进口。因此，开展新型碘-125生产工艺的研发，打破国外垄断，掌握核心关键技术，实现碘-125原料的国产化，对推动核医学全产业链的发展都具有较大的科学和实际意义。
利用反应堆以及配套资源优势，我院完成了大量的实验验证，提出了连续循环辐照法生产碘-125的技术方法和装置，专利已授权(CN1068954068)。该方法为了降低碘-126杂质含量，提升碘-125的品质，提高氙-124气体的利用率，创新性的在回路装置中设计了碘-125的提取装置，该装置的设计使用不仅能够实现高品质碘-125的制备，同时减少了传统方法需要氙-125气体的转移、氙-125衰变、液氮冷冻、靶筒切割、碱液淋洗以及提取等过程，大大简化了工艺流程、降低了成本。但是，该方法中的回路生产装置为气体回路，碘-125挥发性较强，提取装置吸附碘-125后具有一定的辐射性，因此考虑到生产过程中的安全性(气体泄漏率≤1×10-7Pa·m3/s)和高效实用性(碘的高效回收、简化操作流程、减少人员受照剂量)，需要设计能从回路中进行简单插拔、具有低的泄漏率、自屏蔽功能的提取装置。基于此，本发明设计了一种气态碘的提取装置，尤其适用于连续循环辐照法生产碘-125回路中碘-125的提取。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，旨在解决现有的碘-125生产用的回路装置中气态碘-125的挥发带来的安全隐患，高效回收、简化碘-125提取操作流程、减少人员受照剂量，兼顾高气密性的要求，节约成本。
本发明通过下述技术方案实现：包括转盘、提取机构、固定座，所述提取机构安装在所述转盘内，对称设置的两个气嘴的一端固定连接所述转盘并与所述提取机构内的第一气体通道对接、连通，各所述气嘴的另一端***所述固定座并分别与所述固定座内的两个第二气体通道对接、连通，两个所述第二气体通道与两个气嘴、第一气体通道形成供气体进出的、密闭的循环气体回路，所述第一气体通道内设置碘分离材料。
优选地，所述提取机构包括两个接头、柱芯，各所述接头对接在所述柱芯的两端，一所述接头内开设有进气孔道，另一所述接头内开设有出气孔道，所述进气孔道、出气孔道的一端分别对接所述柱芯内孔的两个端，所述进气孔道、出气孔道的另一端分别对应对接各所述气嘴，所述进气孔道、柱芯内孔、出气孔道组成所述第一气体通道。
优选地，所述提取机构还包括第一螺套、第二螺套、两个压套、两个第一过滤网，所述第一螺套固定在所述柱芯的进气端内，所述第二螺套固定在所述柱芯的出气端内，各所述第一过滤网分别卡在第一螺套、第二螺套内部，各所述压套分别套在第一螺套、第二螺套内部，各所述第一过滤位于压套与相应的第一螺套、第二螺套之间。
优选地，所述提取机构还包括垫圈、第二过滤网，所述第二过滤网位于所述第一螺套内部，所述垫圈位于所述第二过滤网与相应的所述第一过滤网之间。
优选地，所述固定座靠近所述转盘的一端还分别设有卡板、延伸板，所述转盘置于所述卡板、延伸板之间，所述延伸板远离所述固定座的一端设有锁板，所述锁板可转动，所述卡板远离所述固定座的一端开设有钩槽，所述锁板远离所述延伸板的一端可转动至所述钩槽内。
优选地，所述延伸板与所述锁板通过定位螺栓连接。
优选地，各所述气嘴螺纹连接所述转盘。
优选地，各所述接头、气嘴的外部均套有密封圈。
优选地，所述柱芯的外径为4-10mm，壁厚小于等于2mm，柱高小于等于3cm，所述第一过滤网、第二过滤网的滤网目数大于等于300目。
优选地，所述固定座与所述转盘的厚度之和大于等于20mm。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
(1)通过设置提取机构、固定座、转盘，将提取机构安装在转盘内，气嘴与转盘固定连接、与固定座活动连接，且在提取机构、固定座内分别设置气体通道，并在气体通道内设置碘分离材料，形成密闭的循环气体回路，提取装置与回路装置相连后与其他设备共同形成一个整体的回路***。提取机构与转盘作为独立结构可在回路装置上进行插拔。提取机构的设置，避免回路中产生的碘-125参与循环回路经辐照进一步转化为碘-126杂质，最大程度的降低了碘-126杂质含量，提高了碘-125的品质，同时也提高了氙-124气体的重复利用率。而在碘-125回收过程中，也只需对提取机构进行简单的淋洗即可回收得到碘[125I]化钠溶液。本发明的提取装置相比于传统方法中碘的提取方法，减少了氙-125气体的转移、液氮冷冻，靶筒切割等繁杂过程，也装置简单实用，大大简化了操作流程，降低了成本，且本发明的提取装置可以重复使用。
(2)通过设置接头、柱芯、进气孔道、出气孔道，与第二气体通道形成密封的循环气体回路。
(3)通过设置第一螺套、第二螺套、压套、第一过滤网、垫片、第二过滤网，确保循环气体回路的密封性能良好，满足泄漏率≤1×10-7Pa·m3/s的要求。同时对进出的气体进行过滤，避免气路的堵塞。
(4)卡板、延伸板、锁板、定位螺栓的设置，对转盘起到限位作用，防止转盘自行移动，确保转盘与固定座的紧密结合，提供整体装置的稳定性、可靠性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的剖视图；
图2为图1中A处的局部结构放大图；
图3为本发明的提取底座的结构示意图；
图中：1转盘、2固定座、3气嘴、401进气孔道、402出气孔道、5第二气体通道、6接头、7柱芯、8第一螺套、9第二螺套、10压套、11第一过滤网、12垫圈、13第二过滤网、14卡板、15延伸板、16锁板、17钩槽、18定位螺栓、19密封圈。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，包括转盘1、提取机构、固定座2，所述提取机构安装在所述转盘1内，提取机构内设有供气体流通的第一气体通道，固定座2内设有供气体流通的两个第二气体通道5，其中一个第二气体通道5为气体进入的通道，另一个第二气体通道5为气体流出的通道，在转盘1与固定座2之间对称设置有两个气嘴3，各个气嘴3都设有与外部连通的气体通道，各个气嘴3的一端***转盘1并与螺纹连接、并与所述提取机构内的第一气体通道对接、连通，各所述气嘴3的另一端活动式***所述固定座2、并分别与所述固定座2内的两个第二气体通道5对接、连通，一个气嘴3对应固定座2供气体进入的一个第二气体通道5，另一个气嘴3对应固定座2供气体流出的另一个第二气体通道5，两个所述第二气体通道5与两个气嘴3、第一气体通道形成供气体进出的、密闭的循环气体回路。
固定座2与外部的生产碘-125的回路装置相连接，与其他设备共同形成一个整体的回路***，气嘴3的一端与转盘1固定连接，另一端与固定座2非固定连接，因此可以将转盘1连同两个气嘴3一起拔出固定座2，安装时将两个气嘴3***到固定座2内即可。
实施例2：
此实施例是在实施例1的基础上进行的改进。
在实施例1的基础上，提取机构包括两个接头6、柱芯7，柱芯7为中空的管状结构，柱芯7内填充有碘-125的吸附材料。各所述接头6对接在所述柱芯7的两端，一所述接头6内开设有与外部连通的进气孔道401，另一所述接头6内开设有与外部连通的出气孔道402，进气孔道401、出气孔道402均为L型状孔道，所述进气孔道401、出气孔道402的一端分别对接所述柱芯7内孔的两端，所述进气孔道401、出气孔道402的另一端分别对应对接各所述气嘴3的气体通道，所述进气孔道401、柱芯7内孔、出气孔道402共同组成所述第一气体通道，供气体进出。
转盘1为圆柱体状，且转盘1内开设有贯穿的内孔，内孔的结构与两个接头6、柱芯7的外周结构相配合，使柱芯7、两个接头6可以装在转盘1内，可以在内孔壁上开设螺纹，两个接头6、柱芯7的外周面上同样开设螺纹，将接头6、柱芯7与转盘1螺纹连接。
为了加强柱芯7、接头6之间，气嘴3与接头6间连接的气密性，以及对气体进行过滤，所述提取机构还设有第一螺套8、第二螺套9、两个压套10、两个第一过滤网11，所述第一螺套8固定在所述柱芯7的进气端内，所述第二螺套9固定在所述柱芯7的出气端内，均可以采用螺纹连接将第一螺套8、第二螺套9与柱芯7连接。各所述第一过滤网11分别固定卡在第一螺套8、第二螺套9的内部，各所述压套10分别套在第一螺套8、第二螺套9内部，并与第一螺套8、第二螺套9螺纹连接，各所述第一过滤位于压套10与相应的第一螺套8、第二螺套9之间。
由于从外接的回路装置中进入的气体杂质，为了加强柱芯7进气端的过滤效果，避免杂质进入到柱芯7内对整个气体通道造成阻塞，并加强密封性，所述提取机构还设有垫圈12、第二过滤网13，所述第二过滤网13固定卡在所述第一螺套8内，所述垫圈12位于所述第二过滤网13与所述第一过滤网11之间。
实施例3：
该实施例是在实施例1、实施例2的基础上进行的改进。
所述固定座2靠近所述转盘1的一端还分别设有卡板14、延伸板15，延伸版可以与固定座2一体成型，所述转盘1可以放置于所述卡板14、延伸板15之间，所述延伸板15远离所述固定座2的一端设有锁板16，定位螺栓18将所述锁板16与延伸板15连接起来，且锁板16可相对于延伸板15转动，在所述卡板14远离所述固定座2的一端开设有贯穿的钩槽17，所述锁板16远离所述延伸板15的一端可转动至所述钩槽17内，可以与钩槽17可拆卸式固定，如可以采用销钉将锁板16与钩槽17固定，锁板16、定位螺栓18、钩槽17配合，可以对转盘1施加朝向固定座2的挤压力，使转盘1与固定座2结合地更加紧密，同时也方便转盘1从固定座2上拔出。固定座2、卡板14、延伸板15、锁板16、定位螺栓18共同组成提取底座。
本发明中，在各所述接头6、气嘴3的外部均可套有密封圈19，密封圈19可以采用聚酰亚胺或全氟橡胶；固定座2、转盘1、柱芯7、滤网、螺套、压套10、垫片均为不锈钢301或304；柱芯7的外径为4-10mm，壁厚≤2mm，柱高≤3cm，所述滤网目数≥300目；固定座2与转盘1的厚度之和≥20mm，即自屏蔽厚度≥20mm。本发明的整套提取装置的总重量不超过2kg，泄漏率≤1×10-7Pa·m3/s。
本发明在使用时，按照附图1中的结构，将柱芯7***转盘1内并填充碘提取分离材料，再依次组装好压套10、滤网、垫片、螺套、接头6，将各个气嘴3连接转盘1，再与固定座2连接，组装好的转盘1安装到提取底座上，转盘1通过橡胶圈密封安装在固定座2上。随后旋转锁板16进入钩槽17内，锁死转盘1。固定座2与外接的回路装置固定，这样安装好的提取装置与回路装置、其他设备形成一个密闭的循环回路，在泵的驱动下，气态碘在回路中实现连续循环。在循环过程中，当混合气体经过提取装置时，碘-125被选择性提取，而其他气体则继续循环进入辐照装置进行辐照衰变，如此往复循环，实现碘-125的高效选择性回收。当完成一段时间的提取后，转动锁板16，解除对转盘1的限位，再通过机械手取下转盘1，并对其进行简单的淋洗即可获得碘化钠溶液。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：包括转盘（1）、提取机构、固定座（2），所述提取机构安装在所述转盘（1）内，对称设置的两个气嘴（3）的一端固定连接所述转盘（1）并与所述提取机构内的第一气体通道对接、连通，各所述气嘴（3）的另一端活动式***所述固定座（2）并分别与所述固定座（2）内的两个第二气体通道（5）对接、连通，两个所述第二气体通道（5）与两个气嘴（3）、第一气体通道形成供气体进出的、密闭的循环气体回路，所述第一气体通道内设置碘分离材料；
其中，所述固定座（2）与外部的生产碘-125的回路连接，安装时将两个所述气嘴（3）***到固定座（2）内即可，转盘（1）连同两个所述气嘴（3）能够一起从所述固定座（2）中拔出。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：所述提取机构包括两个接头（6）、柱芯（7），各所述接头（6）对接在所述柱芯（7）的两端，一所述接头（6）内开设有进气孔道（401），另一所述接头（6）内开设有出气孔道（402），所述进气孔道（401）、出气孔道（402）的一端分别对接所述柱芯（7）内孔的两个端，所述进气孔道（401）、出气孔道（402）的另一端分别对应对接各所述气嘴（3），所述进气孔道（401）、柱芯（7）内孔、出气孔道（402）组成所述第一气体通道。
3.根据权利要求2所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：所述提取机构还包括第一螺套（8）、第二螺套（9）、两个压套（10）、两个第一过滤网（11），所述第一螺套（8）固定在所述柱芯（7）的进气端内，所述第二螺套（9）固定在所述柱芯（7）的出气端内，各所述第一过滤网（11）分别卡在第一螺套（8）、第二螺套（9）内部，各所述压套（10）分别套在第一螺套（8）、第二螺套（9）内部，各所述第一过滤网位于压套（10）与相应的第一螺套（8）、第二螺套（9）之间。
4.根据权利要求3所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：所述提取机构还包括垫圈（12）、第二过滤网（13），所述第二过滤网（13）位于所述第一螺套（8）内部，所述垫圈（12）位于所述第二过滤网（13）与相应的所述第一过滤网（11）之间。
5.根据权利要求1所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：所述固定座（2）靠近所述转盘（1）的一端还分别设有卡板（14）、延伸板（15），所述转盘（1）置于所述卡板（14）、延伸板（15）之间，所述延伸板（15）远离所述固定座（2）的一端设有锁板（16），所述锁板（16）可转动，所述卡板（14）远离所述固定座（2）的一端开设有钩槽（17），所述锁板（16）远离所述延伸板（15）的一端可转动至所述钩槽（17）内。
6.根据权利要求5所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：所述延伸板（15）与所述锁板（16）通过定位螺栓（18）连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：各所述气嘴（3）螺纹连接所述转盘（1）。
8.根据权利要求2所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：各所述接头（6）、气嘴（3）的外部均套有密封圈（19）。
9.根据权利要求4所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：所述柱芯（7）的外径为4-10 mm，壁厚小于等于 2 mm，柱高小于等于3 cm，所述第一过滤网（11）、第二过滤网（13）的滤网目数大于等于300目。
10.根据权利要求1所述的一种用于生产碘-125的回路中气态碘的提取装置，其特征在于：所述固定座（2）与所述转盘（1）的厚度之和大于等于20mm。
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