RU2454744C1 - Способ изготовления источников на основе радионуклида, выбранного из группы щелочноземельных элементов - Google Patents
Способ изготовления источников на основе радионуклида, выбранного из группы щелочноземельных элементов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2454744C1 RU2454744C1 RU2011105407/07A RU2011105407A RU2454744C1 RU 2454744 C1 RU2454744 C1 RU 2454744C1 RU 2011105407/07 A RU2011105407/07 A RU 2011105407/07A RU 2011105407 A RU2011105407 A RU 2011105407A RU 2454744 C1 RU2454744 C1 RU 2454744C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- matrix
- radionuclide
- alkaline earth
- sources based
- acetate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технологии изготовления закрытых радионуклидных источников фотонного и бета-излучений. Способ включает изготовление активной части источника из пористого керамического материала путем его пропитки ацетатом радиоактивного щелочноземельного элемента и перевода его в карбонат нагреванием. При этом на всех стадиях этого процесса отсутствует взаимодействие радиоактивного вещества с материалом матрицы. Способ позволяет изготавливать высоконадежные источники на основе радионуклидов Са45, Sr90, Ba133, Ra226 простым способом с малыми радиационными нагрузками на работающий персонал. 2 з.п. ф-лы, 2 пр.
Description
Изобретение относится к области технологии изготовления закрытых радионуклидных источников фотонного и бета-излучений.
Источники ионизирующего излучения, состоящие из керамической активной части, обладающие свойствами термической, радиационной и гидролитической устойчивости, являются наиболее безопасными с точки зрения потенциальной возможности загрязнения окружающей среды. В особенности это относится к источникам повышенной мощности, работающим в экстремальных условиях, увеличивающих риск аварийной разгерметизации капсулирующей оболочки.
Необходимость обеспечения безопасных условий труда на предприятиях-изготовителях такой продукции привела к постепенной замене традиционной порошковой технологии изготовления активных частей источников на технологию пропитки заранее изготовленной пористой матрицы радиоактивным раствором с последующим закреплением радионуклида в нерастворимой форме.
Практически к осуществлению этого процесса подходят двумя путями.
Первый путь - это использование материала матрицы в качестве одного из исходных компонентов в процессе перевода радиоактивного вещества в нерастворимую термически и радиационно стойкую форму. Так, в способе по патенту [GB 14425627, INTCL G21G 4/00, G21H 5/02, дата публикации 1976-02-18] предлагается изготавливать активную часть источников в виде пористых таблеток из апатитоподобной керамики, которая при ее пропитке галоидными солями щелочноземельных металлов химически фиксирует их по реакции:
где M - двухвалентный радионуклид, например Ca, Sr, Ba;
M' - двухвалентный нерадиоактивный металл;
X - галоген.
На конечной стадии процесса осуществляется сушка таблеток и термический обжиг.
Подобным образом используется материал матрицы активной части в способе по патенту [US 3093593, INTCL G21F 9/12, G21F 9/30, дата публикации 1963-11-06]. Для прочной фиксации радионуклидов, с целью их захоронения или изготовления источников, разработан метод и состав керамики со свойствами поверхностного термического остекловывания (глазурования). Соли радионуклидов, осажденные путем пропитывания и сушки в порах такой керамики при температуре 1200-1400°С за счет взаимодействия с компонентами матрицы, переходят в нерастворимую силикатную форму. Доведение закладной активности до требуемого значения достигается цикличностью процесса "пропитка-прокаливание". Но как показывает опыт, уже после первого цикла некоторые зоны матрицы становятся недоступными для дополнительного введения в них радиоактивного вещества.
Следствием этого является неравномерность выходящего потока фотонного и в особенности бета-излучения источников, изготовленных таким способом. Также известно, что фиксация радиоактивного вещества на поверхности матрицы значительно ниже, чем внутри, что объясняется ограниченной емкостью внешней поверхности.
Второй путь - это использование матрицы в качестве инертного каркаса-носителя, в порах которого пропитывающее радиоактивное вещество фиксируется путем химического превращения его в нерастворимую форму. Примером может служить способ по патенту [US 3664148, INTCL G21G 4/04, G21G 4/00, дата публикации 1968-01-16]. Матрица из пористого кремнезема последовательно пропитывается двумя растворами - сначала раствором, содержащим радиоактивный материал, а затем - переводящим его в нерастворимую форму. В качестве примера приводится перевод хлорида стронция в нерастворимый сульфат с помощью сульфата натрия или серной кислоты. Для дополнительной герметизации активной части используют ее поверхностное оплавление или металлизацию.
Очевидный недостаток этого способа следует из механизма его реализации. Процесс отверждения радиоактивного материала в порах матрицы развивается от периферии к центру по мере продвижения пропитывающего фиксирующего раствора и идет до тех пор, пока образовавшаяся нерастворимая соль не перекроет входы капиллярных каналов. Для щелочноземельных радионуклидов с невысокой удельной активностью вероятность такого события чрезвычайно высока, а следовательно, и высока вероятность оставления радиоактивного вещества в глубине матрицы в растворимой форме.
Данный способ можно рассматривать в качестве прототипа изобретения.
Задача предлагаемого изобретения заключается в создании способа надежной фиксации щелочноземельных радионуклидов в пористой керамической матрице, используемой при изготовлении источников.
Поставленная задача решатся тем, что в качестве радиоактивного материала, пропитывающего керамическую матрицу, используют ацетат радионуклида из группы щелочноземельных элементов.
Известно [Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. изд. 4-е пер. и доп. М., «Химия», 1974. 408 с, 66 рис.], что в результате термического разложения ацетатов щелочноземельных элементов получают их нерастворимые термически и радиационностойкие карбонаты, то есть выполняются все основные требования к химической форме активной части источника. Реакция протекает с образованием ацетона, который легко удаляется из пористой матрицы:
M(CH3COO)2=MCO3+(CH3)2CO↑,
где M - двухвалентный радионуклид, например Ca, Sr, Ba, Ra.
Процесс разложения ацетатов щелочноземельных элементов начинается уже при 150°С, а при 550°С он проходит быстро, одновременно по всей массе вещества и до конца. В указанном интервале температур практически не один из обычно используемых материалов матрицы (стеатитовая, алюмосиликатная, кордиеритовая керамика) не взаимодействует с тугоплавкими карбонатами. В то же время карбонаты легко растворяются в уксусной кислоте, что в случае необходимости допускает передел активной части без потери радиоактивного вещества, а также его изъятие из источников, выработавших установленный ресурс. При этом радиоактивное вещество не загрязняется конструкционным материалом матрицы и капсулы источника.
Пропитывание пористой матрицы насыщенным раствором соли радионуклида - практически одностадийный процесс, так как закупоривание каналов, в дальнейшем, препятствует существенной корректировке закладной активности источника. В случае щелочноземельных элементов их ацетатные соли, имеющие максимальное значение растворимости, позволяют добиться лучших результатов при изготовлении малогабаритных источников большой мощности.
Технический результат изобретения заключается в создании способа, позволяющего изготавливать высоконадежные источники на основе радионуклидов Ca45, Sr90, Ba133, Ra226 простым способом с малыми радиационными нагрузками на работающий персонал.
Пример 1
Активная часть представляет собой таблетку диаметром 4 мм и высотой 1,2 мм, изготовленную из пористой алюмосиликатной керамики плотности 1,6 г/см, открытая пористость - 55%, емкость таблетки по воде - 6 мкл, требуемая закладная активность - 20 мКи. При удельной активности препарата Ba133 9 мКи/г требуется 5,2 мкл насыщенного раствора его ацетата. Это количество отбирается дозатором и накапывается на пористую таблетку из алюмосиликатной керамики, которая высушивается и прокаливается при температуре 550°С в течение 1 часа до полного разложения ацетата бария и перехода его в карбонат. Готовую активную часть источника подвергают капсулированию.
Пример 2
Активная часть представляет собой таблетку диаметром 3 мм и высотой 1,5 мм, изготовленную из пористой стеатитовой керамики плотности 1,7 г/см, открытая пористость - 50%, емкость таблетки по воде - 4,2 мкл, требуемая закладная активность - 10 мКи. При удельной активности препарата Sr90 64 мКи/мг требуется 3,2 мкл насыщенного раствора его ацетата. Это количество отбирается дозатором и накапывается на пористую таблетку из стеатитовой керамики, которая высушивается и прокаливается при температуре 550°С в течение 1 часа до полного разложения ацетата стронция и перехода его в карбонат. Готовую активную часть источника подвергают капсулированию.
Claims (3)
1. Способ изготовления источников на основе радионуклида, выбранного из группы щелочноземельных элементов, включающий изготовление активной части путем фиксации радионуклида в керамической матрице, перевод радионуклида в радиационно устойчивую нерастворимую форму и последующее капсулирование, отличающийся тем, что пористую керамическую матрицу пропитывают ацетатом радиоактивного щелочноземельного элемента и переводят его в карбонат нагреванием.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагревание матрицы осуществляют до температуры, превышающей температуру разложения ацетата, но ниже температуры взаимодействия образовавшегося карбоната с материалом матрицы.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве материала матрицы используют керамическое вещество, не вступающее во взаимодействие с ацетатами щелочноземельных металлов и продуктами их термического разложения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011105407/07A RU2454744C1 (ru) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Способ изготовления источников на основе радионуклида, выбранного из группы щелочноземельных элементов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011105407/07A RU2454744C1 (ru) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Способ изготовления источников на основе радионуклида, выбранного из группы щелочноземельных элементов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2454744C1 true RU2454744C1 (ru) | 2012-06-27 |
Family
ID=46682009
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011105407/07A RU2454744C1 (ru) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Способ изготовления источников на основе радионуклида, выбранного из группы щелочноземельных элементов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2454744C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522668C1 (ru) * | 2012-10-31 | 2014-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственынй научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Способ получения стронция-82 |
RU2538398C1 (ru) * | 2013-07-23 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ получения радиоизотопа стронций-82 |
RU2543051C2 (ru) * | 2013-07-12 | 2015-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Устройство для получения стронция-82 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3364148A (en) * | 1964-08-26 | 1968-01-16 | Atlantic Res Corp | High silica matrix radioactive source and method of preparation |
GB2130783A (en) * | 1982-10-21 | 1984-06-06 | Nukem Gmbh | A process for the solidification of aqueous radioactive waste |
RU2179344C2 (ru) * | 2000-03-09 | 2002-02-10 | Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт им. акад. А.И. Лейпунского | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ α-ИЗЛУЧЕНИЯ С УЛЬТРАНИЗКОЙ АКТИВНОСТЬЮ ДЛЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПУЛЬСАРОВ И ИСТОЧНИК α-ИЗЛУЧЕНИЯ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ПО ЭТОМУ СПОСОБУ |
RU2004104932A (ru) * | 2003-11-21 | 2005-07-27 | Роман Александрович Веселовский (UA) | Полиизоцианатная композиция для пропитки бетона и способ пропитки бетона |
RU2343575C2 (ru) * | 2007-02-19 | 2009-01-10 | Петербургский ин-т ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Способ фиксации долгоживущих радионуклидов для хранения и трансмутации |
CN101693024A (zh) * | 2009-10-20 | 2010-04-14 | 中国科学院化学研究所 | 放射性核素标记的可生物降解及吸收的生物高分子纳米纤维膜及其制法和用途 |
-
2011
- 2011-02-14 RU RU2011105407/07A patent/RU2454744C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3364148A (en) * | 1964-08-26 | 1968-01-16 | Atlantic Res Corp | High silica matrix radioactive source and method of preparation |
GB2130783A (en) * | 1982-10-21 | 1984-06-06 | Nukem Gmbh | A process for the solidification of aqueous radioactive waste |
RU2179344C2 (ru) * | 2000-03-09 | 2002-02-10 | Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт им. акад. А.И. Лейпунского | СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ α-ИЗЛУЧЕНИЯ С УЛЬТРАНИЗКОЙ АКТИВНОСТЬЮ ДЛЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ ПУЛЬСАРОВ И ИСТОЧНИК α-ИЗЛУЧЕНИЯ, ИЗГОТОВЛЕННЫЙ ПО ЭТОМУ СПОСОБУ |
RU2004104932A (ru) * | 2003-11-21 | 2005-07-27 | Роман Александрович Веселовский (UA) | Полиизоцианатная композиция для пропитки бетона и способ пропитки бетона |
RU2343575C2 (ru) * | 2007-02-19 | 2009-01-10 | Петербургский ин-т ядерной физики им. Б.П. Константинова РАН | Способ фиксации долгоживущих радионуклидов для хранения и трансмутации |
CN101693024A (zh) * | 2009-10-20 | 2010-04-14 | 中国科学院化学研究所 | 放射性核素标记的可生物降解及吸收的生物高分子纳米纤维膜及其制法和用途 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2522668C1 (ru) * | 2012-10-31 | 2014-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственынй научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Способ получения стронция-82 |
RU2543051C2 (ru) * | 2013-07-12 | 2015-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации - Физико-энергетический институт имени А.И. Лейпунского" | Устройство для получения стронция-82 |
RU2538398C1 (ru) * | 2013-07-23 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Способ получения радиоизотопа стронций-82 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2454744C1 (ru) | Способ изготовления источников на основе радионуклида, выбранного из группы щелочноземельных элементов | |
KR101716842B1 (ko) | 동위원소 생성 타겟 | |
ES2341711T3 (es) | Sistema y procedimiento para la destruccion de residuos radioactivos. | |
US20170229202A1 (en) | System and method for metallic isotope separation by a combined thermal-vacuum distillation process | |
JP2008524341A (ja) | 放射線記憶蛍光体及びその応用 | |
WO2017172948A1 (en) | Enhancing toughness in microencapsulated nuclear fuel | |
CN106588012A (zh) | 低价态离子掺杂的多组分复合闪烁陶瓷及其制备方法 | |
RU2313838C1 (ru) | Способ получения радиоолова в состоянии без носителя и мишень для его осуществления (варианты) | |
CN108877979B (zh) | 一种辐伏类同位素电池的密封放射源及其制备方法 | |
RU2511215C1 (ru) | Мишень для наработки изотопа мо-99 | |
JPH05273368A (ja) | 核燃料要素中に発生する核***生成物の放射能の捕捉剤 | |
RU2588594C1 (ru) | Способ изготовления наноструктурированной мишени для производства радиоизотопов молибдена-99 | |
RU2666552C1 (ru) | Способ изготовления наноструктурированной мишени для производства молибден-99 | |
JP2019519454A (ja) | 官腔内撮像カプセル用の放射線源 | |
US10514208B2 (en) | Heat storage | |
GB1025322A (en) | Radiation sources | |
RU2724108C1 (ru) | Мишень для наработки радиоактивных изотопов и способ ее изготовления | |
El-Shaboury et al. | Synthesis of radioiodinated 4-[* I] iodoantipyrine via isotopic exchange | |
RU2084980C1 (ru) | Способ отделения дочернего радионуклида теллура-125м от материнского - сурьмы-125 | |
RU2176419C1 (ru) | Способ изготовления протяженных источников ионизирующего излучения | |
KR101522980B1 (ko) | 핵종 아이오다인-129의 핵변환을 위한 이트륨 트라이 아이오다이드 표적물 및 그 제조방법과 이를 이용한 아이오다인-129의 처리장치 | |
RU2343575C2 (ru) | Способ фиксации долгоживущих радионуклидов для хранения и трансмутации | |
SU671194A1 (ru) | Способ получени иода-123 | |
CN114678154A (zh) | 一种含放射性碘废物硅胶的低温固化方法 | |
JPH11258389A (ja) | 廃塩化物固化体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190215 |