一种从溶解辐照铀靶尾气中提取制造技术

本公开属于放射性核素制备领域，特别涉及一种从溶解辐照铀靶尾气中提取

Extraction of tail gas from dissolved irradiated uranium target

【技术实现步骤摘要】
一种从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置
本公开属于放射性核素制备领域，特别涉及一种从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置。
技术介绍
99mTc药物是现代核医学中应用最广泛的放射性诊断药物，该核素一般是由人工放射性核素99Mo衰变得到，99Mo半衰期为66h。目前全球99Mo的主要来源，是通过反应堆辐照铀-235裂变反应生成99Mo，铀靶(235U)入堆后在热中子的作用下发生裂变反应，235U反应截面为586b。生成99Mo裂变反应方程式为：235U(nf)236U→99Mo+134Sn+3n目前大规模生产裂变99Mo就是通过复杂的回收工艺从裂变产物中进行提取、纯化99Mo，以获得高纯度医用99Mo。235U在热中子的作用下发生裂变反应，产生的99Mo(量仅占裂变产物的6.1％质量百分比)的同时，还会产生上百种的其它的放射性裂变产物，其中包括产生放射性碘(129I、131I、132I、133I、135I)等产物。产生放射性碘主要有131I的裂变产物中含量为2.84﹪(半衰期8.02天，辐照能量806.9keV，β-射线)，133I的含量为6.77﹪(半衰期20.8小时，辐照能量1538keV，β-射线)。产生其它的放射性碘同位素含量很少，半衰期很短，最长的132I仅有2.26小时。235U(nf)236U→131I+101Y+4n235U(nf)236U→133I+100Y+3n在235U裂变产生的放射性碘，会以固溶的形式存在于靶件235U的晶格中，碘物质在常温常压下极易升华挥发，随着辐照后靶件的溶解过程中，与其它的裂变气体组成尾气释放出来。131I的含量为2.84﹪(半衰期8.02天，辐照能量806.9KeV，β-射线)，133I的含量为6.77﹪(半衰期20.8小时，辐照能量1538KeV，β-射线)。131I可以用反应堆以慢中子轰击130Te或在回旋加速器中以氘轰击130Te等多种方法制备得到。131I在医学上和工业上有着重要的用途，它发射的β射线可以用于治疗甲状腺疾病，发射的γ射线可以用于甲状腺、肝、肺等脏器的显像诊断，也可以用于测定肾、甲状腺等脏器的功能。工业上可用于测定油田注水井各油层吸水能力及其变化，以便及时水流分配，保持油田高产、稳产。因此，在对辐照后的靶件溶解的同时，收集在过程中产生的碘-131，既可以获得有多种需求的放射性核素131I，还可以减少放射性尾气净化处理流程，使排放得气体达到环保标准。
技术实现思路
(一)专利技术目的为了克服现有技术的不足，本公开提供了一种能够从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置。(二)技术方案一种从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置，该装置包括：鼓气瓶、进酸料液罐、溶解器、液体吸收柱、洗脱料液罐、阴离子交换树脂柱、蒸馏器、蒸馏器加热器、产品瓶、纯化柱、储气罐等。其中，鼓气瓶分别与进酸料液罐和溶解器通过管道连接；进酸料液罐与溶解器通过管道连接；进酸料液罐上设有进料管道，并在进料管道上设有阀门；溶解器与液体吸收柱通过管道连接；液体吸收柱分别与阴离子交换树脂柱、储气罐和纯化柱通过管道连接；阴离子交换树脂柱与蒸馏器通过管道连接；洗脱料液罐与阴离子交换树脂柱通过管道连接，且洗脱料液罐顶部设有进料管道，并在管道上设有阀门；蒸馏器底部设有蒸馏器加热器；蒸馏器与纯化柱通过管道连接；纯化柱分别与产品瓶、储气罐通过管道连接；储气罐设有排气管道，且产品瓶处于冷阱内。鼓气瓶内装有高纯气体，高纯气体为99％的惰性气体。鼓气瓶与溶解器的连接管道深入溶解器底部。液体吸收柱底部设有筛板，且液体吸收柱内设有碱性液体。洗脱料液罐内装有洗脱液，洗脱液为碱性液体。液体吸收柱的个数大于等于1，且当液体吸收柱的个数大于1时，各液体吸收柱之间串联。液体吸收柱底部设有碱性液体排出口。鼓气瓶与进酸料液罐和溶解器的连接管道上均设有阀门；进酸料液罐与溶解器的连接管道上设有阀门；溶解器与液体吸收柱的连接管道上设有阀门；液体吸收柱与纯化柱和储气罐的连接管道上均设有阀门；洗脱料液罐与阴离子交换树脂柱的连接管道上设有控制洗脱料液罐加料速度的阀门；储气罐的排气管道上设有阀门。鼓气瓶和储气瓶上均设有压力表。碱性液体为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液或氨水，pH>10。(三)有益效果本公开通过设计一套完整的溶解辐照铀靶尾气中提取放射性核素131I回收装置，降低了溶解辐照铀靶尾气中的131I含量，从而降低了溶解辐照铀靶尾气中的有害物质比例，有效降低了环境污染，且回收的131I具有一定的经济价值，从而降低了131I的生产成本。附图说明图1是本公开的一种从溶解辐照铀靶尾气中131I的装置示意图；图2是图1中的液体吸收柱多级情况下的连接示意图；图3是图1中的液体吸收柱的结构示意图；图4是图3中的筛板结构示意图；图5是图1中的阴离子交换树脂结构示意图；图6是图1中的蒸馏器结构示意图；图7是图1中的纯化柱结构示意图；图8是图1中的进酸料液罐结构示意图；图9是图1中的洗脱料液罐结构示意图；其中1鼓气瓶；2溶解器；3液体吸收柱；4阴离子交换树脂柱；5蒸馏器；6蒸馏器加热器；7产品瓶；8纯化柱；9储气罐；10、12、13、14、16、17、18、20、21、22、23阀门；11、24压力表；15洗脱料液罐；19进酸料液罐；25筛板。具体实施方式为了更好的介绍本公开的从溶解铀靶尾气中提取131I的装置，下面结合具体实施方式进行详细介绍；裂变99Mo的生产，首先是将由235U制成的靶件送入反应堆进行一定时间辐照后，取出转运到屏蔽热室内，放置到全金属密闭的溶解系统中进行溶解，获得235U靶件溶解液，溶解液在本公开的装置中进行处理，对溶解液中存在的131I进行收集和纯化。如图1所示，131I提取装置由溶解除气部分、多级吸收部分和化学处理部分组成，主要部件由鼓气瓶1、溶解器2、液体吸收柱3、阴离子交换树脂柱4、蒸馏器5、蒸馏器加热器6、产品瓶7、纯化柱8、储气罐9、洗脱料液罐15和进酸料液罐19等组成。溶解液经酸化后产生的含碘气体进入吸收柱中，被其中液体吸收后再进行化学处理获得131I产品。其中溶解除气部分包含鼓气瓶1、进酸料液罐19、溶解器2；鼓气瓶1盛装纯度为99％以上的惰性气体，由管道连接进入溶解器2中，连接管道延至溶解器2底部，在靶件溶解时提供气体，并对为硝酸或硫酸等强酸液体的溶解液鼓气进行搅拌，进酸料液罐19通过阀门20控制加酸量，溶解酸化后，在鼓气配合下将131I赶出。在此过程中可将99％以上的裂变碘及放射性气体赶出。其中多级吸收部分包含液体吸收柱3，液体吸收柱3内置吸收131I的氢氧化钠或氢氧化钾等碱性液体。液体吸收柱3是131I提取装置的核心部分，根据装置中的处理量可以设计为一级至多级。辐照后铀靶的溶解液经除气后放出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从溶解辐照铀靶尾气中提取

【技术特征摘要】
1.一种从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置，其特在于，该装置包括：鼓气瓶(1)、进酸料液罐(19)、溶解器(2)、液体吸收柱(3)、洗脱料液罐(15)、阴离子交换树脂柱(4)、蒸馏器(5)、蒸馏器加热器(6)、产品瓶(7)、纯化柱(8)、储气罐(9)；
其中，所述鼓气瓶(1)分别与进酸料液罐(19)和溶解器(2)通过管道连接；所述进酸料液罐(19)与溶解器(2)通过管道连接；所述进酸料液罐(19)上设有进料管道，并在进料管道上设有阀门；所述溶解器(2)与液体吸收柱(3)通过管道连接；所述液体吸收柱(3)分别与阴离子交换树脂柱(4)、储气罐(9)和纯化柱(8)通过管道连接；所述阴离子交换树脂柱(4)与蒸馏器(5)通过管道连接；所述洗脱料液罐(15)与阴离子交换树脂柱(4)通过管道连接，且所述洗脱料液罐(15)顶部设有进料管道，并在管道上设有阀门；所述蒸馏器(5)底部设有蒸馏器加热器(6)；所述蒸馏器(5)与纯化柱(8)通过管道连接；所述纯化柱(8)分别与产品瓶(7)、储气罐(9)通过管道连接；所述储气罐(9)设有排气管道，且所述产品瓶(7)处于冷阱内。


2.根据权利要求1所述的一种从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置，其特征在于，所述鼓气瓶(1)内装有高纯气体，所述高纯气体为99％的惰性气体。


3.根据权利要求1所述的一种从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置，其特征在于，所述鼓气瓶(1)与溶解器(2)的连接管道深入溶解器(2)底部。


4.根据权利要求1所述的一种从溶解辐照铀靶尾气中提取131I的装置，其特征在于，所述液体吸收柱...

【专利技术属性】
技术研发人员：于宁文，向学琴，罗志福，邓新荣，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11