一种用于制备放射性测量源的电沉积仪制造技术

本发明专利技术公开了一种用于制备高质量放射性测量源的电沉积仪，包括驱动装置、电流装置、温度控制装置和电镀舱室，电镀舱室为全铜结构且具有四个电镀位置，每个电镀位置固定一个电镀瓶，电镀舱室下部连接了二片水冷半导体制冷片，通过温控器精确控制电镀舱室温度。四个电镀位置上方固定四个铂金电极，铂金电极通过Y轴滑台运动控制器，选择工作位置。四个铂金电极通过电机转速控制器控制转速。电流装置含四路数控恒流装置，为四个铂金电极提供可调电流。本发明专利技术提供了四路可以精确控制温度，精确控制电流并且含有旋转铂金电极的电沉积仪。

An electrodeposition instrument for the preparation of radioactive measurement source

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备放射性测量源的电沉积仪
本专利技术属于一种辐射环境质量监测以及核与辐射应急监测装置，具体涉及一种用于制备放射性测量源的电沉积仪。
技术介绍
在辐射环境质量监测以及核与辐射应急监测中，经常涉及到α放射性核素的分析检测，需要对样品中α放射性核素的活度进行准确测量，而α能谱分析法由于具备灵敏度高、探测限低、设备简单以及费用相对低等特点，成为α放射性核素分析中的一种常用且非常有效的监测方法，我国现行的标准如《水和土壤样品中钚的放射化学分析方法》、《水中钋-210的分析方法》等方法中均采用α能谱分析法。α能谱分析法需要通过对样品进行前处理，将待测的α放射性核素制备成测量源，再用α能谱测量仪进行测量。由于α粒子带有两个单位的正电荷，且质量较大，在样品中的射程很短，会产生自吸收现象，影响测量的效率和准确性，因此在α能谱分析法中，制备高质量的放射性测量源显得非常重要。目前制备放射性测量源的方法主要有蒸发铺样法、浆化铺样法、异华铺样法和电沉积制样法等方法，其中电沉积制样法具有沉积效率高、表面特性好、α射线自吸收小等优势，而其他几种方法难以制成薄而均匀且牢固的α放射性测量源。用电沉积法制备放射性测量源需要用到电沉积装置(电沉积仪)，目前国内没有相应的商业化产品，各实验室分析人员一般自行设计加工，现行标准如《水和土壤样品中钚放射化学分析方法》，对电沉积装置做了阐述，并给出了参考图。也有分析工作者专门进行了此类研究工作，如发表在《原子能科学技术》1977年第6期上的“分子电镀法定量沉积铀和钚”、发表在《原子能科学技术》1984年第6期上的“酸性氯化铵介质中镅锔的电沉积”、发表在《同位素》2000年第13卷第4期上的“分子镀法制备厚镅(241,243Am)靶”等，利用自主设计的电沉积槽进行放射性测量源的制备。无论是标准还是文献，都没有给出可操作的加工程序，也没有对如何实现密封、如何散热以及如何保证源的均匀性等细节作详细说明，分析工作者只能按照自己的理解进行设计、加工，多数具有加工繁琐、使用不方便、密封性差、散热效果差、制备的测量源质量不理想等缺点。国际上的商业化产品，采用自然冷却的散热方式，散热效果较差，且存在技术保密、技术垄断等问题，导致价格昂贵，难以广泛使用，无法满足我国辐射环境质量监测以及核与辐射应急监测工作的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于制备高品质放射性测量源且可控性好的电沉积仪。本专利技术的技术方案如下：一种用于制备放射性测量源的电沉积仪，包括电镀舱室，用于固定电镀瓶，阴极电镀片安装在电镀瓶底部，电镀舱室下部设有水冷半导体制冷片，水冷半导体制冷片的一侧端口连通静音水泵另一侧端口连通有散热片，温控器用来控制水冷半导体制冷片的温度，运动控制器控制Y轴滑台来确定铂金电极工作位置，电机转速控制器控制四个减速电机，通过调节按钮来选择减速电机转速，减速电机直接驱动铂金电极旋转，电流装置输出电流到铂金电极。所述的铂金电极采用铁氟龙封装，接触电镀液的阳极面采用高抛光片状圆形铂金面。所述的电镀舱室上覆盖4mm气泡有机物保温层。所述的电镀舱室为全铜结构。所述的电镀舱室具有四个用于固定电镀瓶的位置。所述的电镀舱室使用弹性钢片固定电镀瓶，使电镀瓶完全接触铜质电镀舱室，保证传热效率以冷却电镀瓶。所述的电流装置使用过孔滑环将电流导入铂金电极。所述的电镀舱室左侧内部植入一个PT100温度传感器。本专利技术的有益效果在于：通过电子装置以及灵巧的设计优化并精确控制电沉积过程的实验条件，包括电流大小、镀液体系温度、电流密度分布、电镀时间、阴阳极之间的距离、电镀液的搅拌等，大大减小人为操作误差，重复性好；使用片状铂金阳极，并实施搅拌更能保证放射源电镀层均匀分布，有利于制备高品质放射性测量源。给实验室工作人员带来了极大的便利。附图说明图1为本专利技术所提供的电沉积仪的结构示意图；图2为图1的左侧视图；图3为图1的右侧视图；图4为图1的俯视图。图中：1电流装置、2运动控制器、3电机转速控制器、4调节按钮、5电极旋转暂停键、6温控器、7Y轴滑台、8电镀舱室、9水冷半导体制冷片、10静音水泵、11铂金电极、12散热片、13减速电机。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。电沉积基本原理如下：电沉积(又称电镀)是指通过电化学的方法在固体表面上沉积一层金属或合金的过程，所依据的基本原理是法拉第定律：在电极上析出或溶解的物质的量(m)与通过的电量及该物质的克当量(A/n)的乘积成正比，可以用下式表示：式中F就表示电解时电极上析出或溶解1克当量物质时所需要的电量，由实验得到，F是一个常数，被称为法拉第常数，F≈96500。电镀装置主要由阴极，阳极和电镀液三部分组成。一般以被镀零件为阴极，使之与电源的负极相连接，阴极与阳极均浸入电镀液中，电镀液中含有被镀金属的盐类，并添加一些其他的物质。当电源与电镀槽接通时，镀液中就有电流通过，调节变阻器的阻值，控制镀液的温度，就可以正常进行电镀。在辐射环境监测中所涉及的电沉积指的是将溶液中的放射性核素离子(金属阳离子)在电场的作用下，使之沉积到特定的底衬上，用于后期的测量。一般用惰性金属铂金做阳极，金属片(如不锈钢片、镍片、银片等)做阴极，用恒压恒流电源提供电流。电沉积仪包括如下部件：电流装置1、运动控制器2、电机转速控制器3、调节按钮4、电极旋转暂停键5、温控器6、Y轴滑台7、电镀舱室8、水冷半导体制冷片9、静音水泵10、铂金电极11、散热片12和减速电机13；如图1所示，电镀舱室8具有四个电镀位置，固定四个电镀瓶，电镀舱室8为全铜结构，电镀舱室8下部连接二片水冷半导体制冷片9，如图4所示，水冷半导体制冷片9的一侧端口连通静音水泵10且另一侧端口连通有散热片12，温控器6用来控制水冷半导体制冷片9的温度。运动控制器2控制Y轴滑台7来确定铂金电极11工作位置。电机转速控制器3控制四个减速电机13，通过调节按钮4来选择减速电机转速，减速电机直接驱动铂金电极11旋转，所述电流装置1输出电流到铂金电极11。其中，铂金电极11的阳极面采用高抛光铂金面。电镀舱室8上覆盖4MM保温层。电镀舱室8为全铜结构，使用弹性钢片固定电镀瓶，使电镀瓶完全接触铜质电镀舱室(8)，以冷却电镀瓶。电流装置1使用过孔滑环将电流导入铂金电极11。电镀舱室8左侧内部植入一个PT100。电沉积仪，包括电源模块、驱动模块、温度控制模块和电镀舱室。工作时，将装有电镀液的电镀瓶装入电镀舱室，用温度控制模块设定温度，最低冷却温度可达-3℃。通过调节驱动模块设定铂金阳极工作位置，并控制阴极和阳极之间的距离，同时通过驱动模块设定铂金阳极的转动速度，用于搅拌电镀液。在电源模块设置输出电流值，并使之恒定，在通电状态下，放射性物质开始电沉积过程。优选地，在上述电沉积仪中，所述电镀舱室下部安装有水冷半导体制冷片，用于电沉积过程的散热。优选地，在上述电沉积仪本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备放射性测量源的电沉积仪，其特征在于：包括电镀舱室(8)，用于固定电镀瓶，阴极电镀片安装在电镀瓶底部，电镀舱室(8)下部设有水冷半导体制冷片(9)，水冷半导体制冷片(9)的一侧端口连通静音水泵(10)另一侧端口连通有散热片(12)，温控器(6)用来控制水冷半导体制冷片(9)的温度，运动控制器(2)控制Y轴滑台(7)来确定铂金电极(11)工作位置，电机转速控制器(3)控制四个减速电机(13)，通过调节按钮(4)来选择减速电机转速，减速电机直接驱动铂金电极(11)旋转，电流装置(1)输出电流到铂金电极(11)。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于制备放射性测量源的电沉积仪，其特征在于：包括电镀舱室(8)，用于固定电镀瓶，阴极电镀片安装在电镀瓶底部，电镀舱室(8)下部设有水冷半导体制冷片(9)，水冷半导体制冷片(9)的一侧端口连通静音水泵(10)另一侧端口连通有散热片(12)，温控器(6)用来控制水冷半导体制冷片(9)的温度，运动控制器(2)控制Y轴滑台(7)来确定铂金电极(11)工作位置，电机转速控制器(3)控制四个减速电机(13)，通过调节按钮(4)来选择减速电机转速，减速电机直接驱动铂金电极(11)旋转，电流装置(1)输出电流到铂金电极(11)。


2.如权利要求1所述的电沉积仪，其特征在于：所述的铂金电极(11)采用铁氟龙封装，接触电镀液的阳极面采用高抛光片状圆形铂金面。


3.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻正伟，李宏宇，唐丽丽，全葳，李军，张文芊，王海鹏，袁之伦，
申请(专利权)人：环境保护部核与辐射安全中心，
类型：发明
国别省市：北京;11