專利名稱：：La-142快速分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于短壽命裂變產(chǎn)物分離系統(tǒng)，具體公開了一種La-142快速分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：短壽命裂變產(chǎn)物L(fēng)a-142(半衰期為91.2分鐘)的高精度衰變數(shù)據(jù)測量需要制備一定量的高豐度La-142溶液樣品。文獻(xiàn)TongSL，PrestwichWV,FritzeK.Decayof142La[J].CanJPhys,1971,49:1179~1185將硝酸鈾酰溶液經(jīng)短時間輻照后，進(jìn)行BaCl2沉淀，再冷卻一段時間將BaCl2沉淀溶解進(jìn)行La(OH)3沉淀。此流程無法消除l43La的干擾，在得到的譜圖中除含有141La、141Ce外，還有相當(dāng)量的143Ce。GehrkeRJ.■y-rayEmissionProbabilitiesfortheDecaysof141Laand142La[J].Int.J.App.Rad.andIso^1981,32:377379中將稀土以Y(OH)3形式沉淀，硝酸溶解后用高效液相色譜法(HPLC)進(jìn)行稀土分離，此流程相當(dāng)費(fèi)時。另外，裂變產(chǎn)物是個很復(fù)雜的體系，包含有30多種元素，500余種放射性核素。一般化學(xué)方法只能分離元素，很難分離同位素。同時，由于獨(dú)立產(chǎn)額的存在，裂變產(chǎn)物核素多數(shù)由其前驅(qū)核素衰變而來，隨著核素的不斷衰變和形成，使得體系中各核素的含量隨時間發(fā)生著很大的變化。因此可選擇合適的輻照、冷卻、分離、測量時刻和時間，把干擾同位素含量降低甚至消除，以便獲得純度盡可能高的所需同位素。制備142La樣品必須從裂變產(chǎn)物中分離。在裂變產(chǎn)物中存在的La同位素列于表l。表1裂變產(chǎn)物中La的放射性同位素<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>由上表可以看出，141La、^La與^La的半衰期接近，直接從裂變產(chǎn)物中分離142La時必須存在它們的干擾。同時從圖1可知，T1/2(141Ba)>T1/2(142Ba)>T1/2(143Ba),但丁1/2(14^3)丁1/2(142。5)-丁1/2(14303)。因此，采用"短照快分"實(shí)現(xiàn)Cs-Ba分，將Cs-141除去離；而后實(shí)現(xiàn)第一次Ba-La分離，除掉La-143;最后待La-142從Ba-142中生長出來后進(jìn)行第二次Ba-La分離得到La-142。稱此為三步分離法。中國專利200520132985.X公開了一種Y-95快速分離系統(tǒng)，但該分離系統(tǒng)不適用于La-142的分離。因此，文獻(xiàn)中未見專門用于La-142快速分離的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容(一)發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉而實(shí)用的快速高效La-142分離系統(tǒng)。(二)技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。一種La-142快速分離系統(tǒng)，包括裂變產(chǎn)物的產(chǎn)生、樣品傳輸、取樣、分離與收集等裝置。裂變產(chǎn)物主要在熱中子核反應(yīng)堆輻照U-235產(chǎn)生，樣口傳輸采用熱中子核反應(yīng)堆中的氣動跑兔傳輸系統(tǒng)。樣品經(jīng)短時間輻照后，通過氣動跑兔傳輸系統(tǒng)進(jìn)入分離與收集裝置。關(guān)鍵在于，所述的樣品分離與收集裝置包括雙針取樣器、貯液槽、沉淀分離單元、電磁閥、HDEHP萃取色層分離單元、無油真空泵以及收集瓶等部分。其中，雙針取樣器通過電磁閥與沉淀分離單元相聯(lián)，沉淀分離單元上端聯(lián)貯液槽，下端與兩個串聯(lián)的HDEHP萃取色層柱相聯(lián)，第二個萃取色層柱上端聯(lián)貯液槽，下端與收集瓶相聯(lián)。(三)發(fā)明效果本發(fā)明所提供的La-142快速分離系統(tǒng)僅一個放射性液體出口和一個氣體出口，系統(tǒng)的整體完全性和可靠性很高。配合控制器使用可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制操作。整個分離過程可在30分鐘內(nèi)完成，對La的化學(xué)回收率80。/。，對主要干擾核素的去污因子>103。采用脈沖熱中子核反應(yīng)堆分離出的產(chǎn)品中^La與^La的放射性活度比>3.5。圖1A=141，142,143的部分衰變鏈；圖2La-142快速分離系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、雙針取樣器；2、電磁閥；3、沉淀分離單元；4、5、HDEHP萃取色層分離單元；6、無油真空泵；7、收集瓶；8、9、10、11、貯液槽。實(shí)施例下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步解釋。一種La-142快速分離系統(tǒng)，包括裂變產(chǎn)物的產(chǎn)生、樣品傳輸、取樣、分離與收集等裝置。其中，如圖2所示，樣品分離與收集裝置包括雙針取樣器l，貯液槽8、9、10、11，沉淀分離單元3，電磁閥2，HDEHP萃取色層分離單元4、5，無油真空泵6以及收集瓶7等部分。其中，雙針取樣器1底部裝有一高一低兩個針頭，低針頭用于取樣，高針頭用于平衡壓力。雙針取樣器1通過電磁閥2與沉淀分離單元3相聯(lián)。沉淀分離單元3上端通過閥門聯(lián)貯液槽10、11，底部通過閥門鼓入空氣，對沉淀起到陳化和攪拌作用。貯液槽10放置洗漆液，貯液槽ll放置溶解液。沉淀分離單元3下端與兩個串聯(lián)的HDEHP萃取色層柱4、5相聯(lián)。其中HDEHP萃取色層柱4的上端通過閥門聯(lián)貯液槽8、9，貯液槽8放置洗滌液低濃鹽酸，貯液槽9放置洗滌液高濃鹽酸。HDEHP萃取色層柱5與收集瓶7相聯(lián)。另外，無油真空泵6通過閥門連接收集瓶7與HDEHP萃取色層柱5，提供正負(fù)壓作為動力。沉淀分離單元3與HDEHP萃取色層柱4、5,以及收集瓶7之間液體流向通過微型電磁閥控制。使用時，裂變產(chǎn)物通過熱中子核反應(yīng)堆輻照U-235產(chǎn)生，樣口傳輸采用熱中子核反應(yīng)堆中的氣動跑兔傳輸系統(tǒng)。樣品輻照盒的材料采用聚乙烯塑料管，以利于取樣。樣品經(jīng)短時間輻照后，通過氣動跑兔傳輸系統(tǒng)打入雙針取樣器l，放射性溶液經(jīng)低取樣針流入沉淀分離單元3，在濃鹽酸條件下發(fā)生BaClr2H20沉淀。BaCl;r2H20沉淀在沉淀分離單元3中被過濾，而后用貯液槽10中的洗滌劑快速除去殘留的濃鹽酸，再用液貯液槽ll中的溶解液溶解BaCl2'2H20沉淀，溶液通過HDEHP萃取色層柱分離單元4進(jìn)入HDEHP萃取色層柱分離單元5的過渡室。放置20分鐘后，將溶液通過HDEHP萃取色層柱分離單元5，先用貯液槽8中的低濃鹽酸洗滌，而后用貯液槽9中的高濃鹽酸將La-142從HDEHP萃取色層柱分離單元5中洗脫。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，假若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。權(quán)利要求1.一種La-142快速分離系統(tǒng)，包括裂變產(chǎn)物的產(chǎn)生、樣品傳輸、取樣、分離與收集等裝置，其特征在于所述的樣品分離與收集裝置包括雙針取樣器(1)、貯液槽(8、9、10、11)、電磁閥(2)、沉淀分離單元(3)、HDEHP萃取色層分離單元(4、5)、以及收集瓶(7)等部分，雙針取樣器(1)通過電磁閥(2)與沉淀分離單元(3)相聯(lián)，沉淀分離單元(3)上端聯(lián)貯液槽(10、11)，下端與兩個串聯(lián)的HDEHP萃取色層柱(4、5)相聯(lián)，萃取色層柱(5)上端聯(lián)貯液槽(8、9)，下端與收集瓶(7)相聯(lián)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的La-142快速分離系統(tǒng)，其特征在于所述的雙針取樣器(1)底部裝有一高一低兩個針頭，低針頭用于取樣，高針頭用于平衡壓力。3.根據(jù)權(quán)利要求l所述的La-142快速分離系統(tǒng)，其特征在于所述的沉淀分離單元(3)底部通過閥門鼓入空氣。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的La-142快速分離系統(tǒng)，其特征在于所述的無油真空泵(6)通過閥門連接收集瓶(7)與HDEHP萃取色層柱(5)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的La-142快速分離系統(tǒng)，其特征在于所述的沉淀分離單元(3)與HDEHP萃取色層柱(4、5)，以及收集瓶(7)之間液體流向通過微型電磁閥控制。全文摘要本發(fā)明屬于短壽命裂變產(chǎn)物分離系統(tǒng)。它公開了一種La-142快速分離系統(tǒng)。該系統(tǒng)樣品分離與收集裝置包括雙針取樣器、洗滌液貯液槽、沉淀分離單元、電磁閥、HDEHP萃取色層分離單元、無油真空泵以及收集瓶等部分。其中，雙針取樣器通過電磁閥與沉淀分離單元相聯(lián)，沉淀分離單元上端聯(lián)貯液槽，下端與兩個串聯(lián)的HDEHP萃取色層柱相聯(lián)，第二個萃取色層柱上端聯(lián)貯液槽，下端與收集瓶相聯(lián)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉而實(shí)用。文檔編號B01D59/00GK101530745SQ200910119300公開日2009年9月16日申請日期2009年3月12日優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日發(fā)明者丁有錢,崔安智,張生棟,楊志紅申請人:中國原子能科學(xué)研究院