用于放射性物质分析的自闪烁片材制造技术

一种包括多孔基体或膜的片型制品，多孔基体或膜包含用于放射性物质的分离器，以及可根据所述物质的放射性发射来发射光的闪烁剂。该片型制品对监测和测定放射性物质的方法有用。该方法包括使包含放射性物质的流体与多孔基体或膜接触、或使含闪烁剂的膜处于该流体中，使流体中的放射性物质被膜吸收，监测和测定发射的光，所述膜包括１）吸收所述放射性物质或与之反应的分离器，和２）可响应所述放射性发射而发射光的闪烁剂。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于鉴别和定量流体中放射性被分析物的方法。本专利技术的方法中使用一种复合片材，所述片材包括其中包裹了分离器和闪烁剂的多孔基体或膜。
技术介绍
遍布全国的许多专门的废物场和美国政府的废物场均显示放射性核素污染超过了制定限度。以迅速和有效的方式鉴定这些废物场的污染物的性质并加以定量以便建立补救性的方案是对现有技术的挑战。定量确定放射性核素的常规方法包括放射测量法，各种分光镜测量，包括闪烁计数法和离子色谱法。许多方法要求预先浓缩放射性核素，它涉及填充在玻璃或塑料柱内的吸着剂。当流体通过装填在柱内的颗粒状吸着剂时易于发生堵塞，流速低和发生沟流。曾公开了被网住(enmeshed)在非织造纤维网中的吸着性颗粒，这种颗粒可用于通过直接测定被捕捉在该网中的放射性核素来定量测量放射活性。闪烁计数放射性核素的放射性曾由D.Yang，“Scintillations”，Radioactivity ＆Radiochemistry，4(2)(1993)pp8-13，J.H.Harley等“Beta Scintilation Counting With ThinPlastic Phosphors”，Nucleonics，(January 1962)pp59-61，和A.J.Schilk等在“Real-time，insitu Detection of90Sr and238U in Soils Via Scintillating-Fiber-Sensor Technology”，Nuclear Instruments and Methods in Physics Research，A353(1994)pp477-481中揭示。使用和玻璃纤维一起的固体闪烁剂以及涂布的塑料罩曾由E.F.Hawkins and R.Steiner公开在“Solid Scintillation with Xtalscint”Radioactivity and Radiochemistry，3(1992)pp12-19。用单一的方法来提取和定量放射性核素还未曾公开。专利技术概述本专利技术提供了一种包括多孔基体或膜的片材，所述多孔基体或膜包含用于放射性物质的分离器(如含有至少一种放射性核素的无机或有机阴离子或阳离子或中性分子)，以及可响应该放射性物质发射的放射性而发射光的闪烁剂。另一方面，本专利技术提供了一种包括下列步骤的方法使多孔基体或膜与包含放射性物质的流体接触，所述多孔基体或膜包括1)一种能吸收放射性物质或与之反应的分离器，以及2)可响应放射性发射而发射光的闪烁剂；检测并定量该发射光。多孔基体或膜与流体的接触意指使流体通过基体或膜、或将膜浸渍在流体中。含有至少一种放射性物质作为被分析物的流体可以包含空气中或液体中的颗粒、或溶解的化学物质，如溶解于水中。被分析物可存在于生物(人类、动物、或植物)流体，如人类的尿中。本专利技术的多孔介质宜包括负载了颗粒的纤维基体或膜，这种基体或膜具有吸收特性或闪烁特性，或两者皆有。基本均匀地被网住在基体中的颗粒具有双重的吸收和闪烁特性，或可以混合两种或多种仅具有其中一种特性的颗粒。这些颗粒可以是聚合物或无机材料。另一个实施方案中，纤维基体中的纤维可用闪烁剂和分离器之一或两者涂布或接枝。如果基体中仅存在分离器和闪烁剂中的一种，另一官能可来自颗粒。在另一个实施方案中，纤维基体本身可以具有闪烁性能。分离器吸收发射射线的放射性物质或与之反应，射线照射到闪烁剂，使产生光子，并且可检测和定量。分离器(颗粒、粘合或涂布的颗粒、或在纤维基体上的涂料)可以是离子特效部分，或它们可以吸收各组放射性金属或与之反应。本专利技术制品的优点包括分离各组或在各别选择的放射性物质；通过其发射光脉冲的特性鉴别特种物质的能力；以及包括用于鉴别和定量放射性物质的本专利技术复合片材的设备的便携性。本申请中“离子”指任何阴离子或阳离子的带电物质；“卷材”或“基体”意义相同，指包括一种三维网或网格的多孔片材，可以是纤维状的纺织或非织造聚合物、原纤化聚合物、非织造的无机纤维材料如玻璃或陶瓷材料、或纤维状聚合物浆料或纤维状浆料混合物或化学改性物、或上述任何物质的混合物；“膜”指其中有孔的固体的片材；“盘”指有规则形状，较好为圆形的片材；“被网住的”或“嵌入的”或“被捕捉的”意义相同，用于指物理含有或保持在三维多孔基体、卷材或膜内的粒子形状(如微粒、细粒、纤维)；“部分”指颗粒，或可以是附着在颗粒上的配体或纤维网；“流体”指一种包含放射性金属离子的液体，放射性金属离子可以在溶液中或分散于一种液体中；“基团”或“化合物”或“配体”或“单体”或“聚合物”指允许取代的化学物质，或被不与要求的产品作用的常规取代基取代的化学物质；取代基可以是烷基、烷氧基、芳基、苯基、卤素(F、Cl、Br、I)、氰基、硝基等；和“低级烷基”指有1-4个碳原子的烷基。本专利技术优选实施方案的详细描述本专利技术中，吸收或反应的分离器可以颗粒形式加入，嵌入多孔卷材或膜中，或是附着在纤维或纤维基体上的部分。基体可以是盘或片材。颗粒或涂料与卷材的重量比值为50∶1至1∶2。分离器可以含大环配体的物质，较好的是包括通过有机间隔基团(spacer grouping)共价键合到固体无机载体或有机聚合物载体上的大环部分的颗粒。固体载体包括载体“S”，定义如下L-O-S其中，L代表吸收或反应部分或配体，较好的是含大环配体的部分或配体；O代表有机间隔基团，S是固体载体。吸收或反应部分或配体L可以共价键合到间隔基部分O，而O又共价键合到固体载体S。其它实施方案中，O本身可以是将L和S连接在一起的共价键。当存在大环部分时，“L”可选自有机配体如冠醚、氮杂冠醚(aza crowns)、硫醚冠醚(thioether crowns)、穴状配体、聚胺、聚硫醚、聚氨基酸、聚氨基膦酸、聚吡啶胺(polypyridine amines)、聚硫醇胺(polythiol amines)、以及上面能与选择的特效离子选择性地形成离子键、配位键或螯合键的物质的组合。适当选择的冠醚、氮杂冠醚、硫醚冠醚和穴状配体部分“L”可以选择性键合目标离子“M”，如Sr2+、Ra2+、Cs2+、pb2+、Hg2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Cu+、Zn2+、Cd2+、Pd2+、AsO43-、AsO33-、Sn2+、Sn4+、Au+、Au3+、Ag+、Rh3+、Ru3+、Ir3+、Bi3+、SbO+、、Ga3+、Al3+、Tl+、Tl3+、F-、I-和Br-。在美国专利4，943，375；4，960，882；5，179，213和5，393，892中说明了键合到固体载体的典型冠醚、氮杂冠醚、硫醚冠醚和/或穴状配体。适当选择的聚胺、聚硫醚、聚氨基酸、聚氨基膦酸、聚吡啶胺、聚硫醇胺“L”可选择性键合目标离子“M”，如Sr2+、Ra2+、Cs2+、Pb2+、Hg2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Cu+、Zn2+、Cd2+、Pd2+、AsO43-、AsO33-、Sn2+、Sn4+、Au+、Au3+、Ag+、Rh3+、Ru3+、Ir3+、Bi3+、SbO+、Ga3+、Al3+、Tl+、Tl3+、F-、I-和Br-。在下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括多孔基体或膜的片型制品，所述多孔基体或膜包含用于放射性物质的分离器，以及可响应所述物质的放射性发射而发射光的闪烁剂。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GL戈肯，KA奥兰迪尼，MD埃里克森，LC哈达，DC西利，KM霍夫曼，SK达拉斯，
申请(专利权)人：美国三M公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]