專利名稱：La-142快速分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于短壽命裂變產(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La-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Tong SL， Prestwich WV， Fritze K. Decay of142La[J].Can J Phys， 1971,49 :1179 1185將硝酸鈾酰溶液經(jīng)短時間輻照后，進行BaCl2 沉淀，再冷卻一段時間將BaCl2沉淀溶解進行La (OH) 3沉淀。此流程無法消除143La的干擾， 在得到的譜圖中除含有^La "Ce夕卜，還有相當量的^Ce。 Gehrke RJ. Y-ray Emission Probabilities for the Decays of 141La and142La[J] Int. J. App. Rad. and Isot， 1981， 32 : 377 379中將稀土以Y(0H)3形式沉淀，硝酸溶解后用高效液相色譜法(HPLC)進行稀土分 離，此流程相當費時。 另外，裂變產(chǎn)物是個很復雜的體系，包含有30多種元素，500余種放射性核素。一 般化學方法只能分離元素，很難分離同位素。同時，由于獨立產(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"2La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1。 表1裂變產(chǎn)物中La的放射性同位素
140U 141La 142La 143La 144La145La46La 147La
(Nuclides)
^U熱中子
6.28% 5.80% 5.89% 5.94% 5.47% 3.92%2.98%2.25% ……
裂變鏈產(chǎn)額 '
半衰期1.678d 3.92h91.1 min 14.2min 40.8 s 24.8 s 6.4 s 4s 很短 由上表可以看出，141La、143La與142La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，1/2(1418&) >T1/2(142Ba) > T1/2 (143Ba)，但T1/2 (141Cs) > > T1/2 (142Cs) " T1/2 (143Cs)。因此，采用"短照快分"實現(xiàn)Cs-Ba分，將Cs-141除去離；而 后實現(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
3于La-142的分離。因此，文獻中未見專門用于La-142快速分離的系統(tǒng)。 發(fā)明內(nèi)容( — )發(fā)明目的 本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉而實用的快速高效La-142分 離系統(tǒng)。 (二)技術(shù)方案 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案。 —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萃取色層柱、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 本實用新型所提供的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現(xiàn)遠距離控制操作。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142La與141La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、第一HDEHP萃取色層柱；5、 第二HDEHP萃取色層柱；6、無油真空泵；7、收集瓶；8、9、10、11、貯液槽。 實施例
以下結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步解釋。 —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1，貯液槽8、9、10、11，沉
淀分離單元3，電磁閥2，第一 HDEHP萃取色層柱4和第二 HDEHP萃取色層柱5，無油真空泵 6以及收集瓶7等部分。其中，雙針取樣器l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放置洗滌液，貯液槽11放置溶解液。沉淀分離單元3下端與兩個串聯(lián)的第一 HDEHP 萃取色層柱4和第二 HDEHP萃取色層柱5相聯(lián)。其中第一 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。第二 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與第二
4HDEHP萃取色層柱5，提供正負壓作為動力。沉淀分離單元3與第一 HDEHP萃取色層柱4和 第二 HDEHP萃取色層柱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BaC12 2H20沉淀。BaC12 2H20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11中的溶 解液溶解BaC12 2H20沉淀，溶液通過第一 HDEHP萃取色層柱4進入第二 HDEHP萃取色層 柱5的過渡室。放置20分鐘后，將溶液通過第二 HDEHP萃取色層柱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從第二 HDEHP萃取色層柱5中洗脫。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，假若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求一種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)、第一HDEHP萃取色層柱(4)和第二HDEHP萃取色層柱(5)、以及收集瓶(7)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)，下端與依次串聯(lián)的第一HDEHP萃取色層柱(4)和第二HDEHP萃取色層柱(5)相聯(lián)，第二HDEHP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)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)，其特征在于所述的收集瓶(7)與第 二HDEHP萃取色層柱(5)經(jīng)過閥門通過無油真空泵(6)連接。
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)與第一HDEHP萃取色層柱(4)和第二HDEHP萃取色層柱(5)，以及收集瓶(7)之間液體 流向通過微型電磁閥控制。
專利摘要本實用新型屬于短壽命裂變產(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萃取色層柱、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、成本低廉而實用。
文檔編號B01D59/26GK201529491SQ20092014558
公開日2010年7月21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:中國原子能科學研究院