一種用于制備大面積放射源的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于放射源制備技術領域，公開了一種用于制備大面積放射源的裝置。該裝置主要包括升降平臺車、調(diào)平臺、鍍槽、鍍片、鍍液保護框、電源、鍍筆、鍍筆支架及二維平移裝置，其中升降平臺車的底部設置有滾輪，車身上設置有長方形升降板；調(diào)平臺置于升降板上方，調(diào)平臺的底部設置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳；鍍槽為上方開口的長方體形狀，位于調(diào)平臺上方，尺寸不小于鍍片的尺寸；鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過陰極連接線與電源的負極相連，鍍片的四周設置鍍液保護框；鍍筆作為陽極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方；鍍筆通過陽極連接線與電源正極相連接；該裝置具有均勻性好、電沉積效率高、操作簡單且成本較低的活性區(qū)域面積大的有益效果。
【專利說明】
一種用于制備大面積放射源的裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于放射源制備技術領域，具體涉及一種用于制備大面積放射源的裝置。
【背景技術】
[0002]為了對大面積α、β表面污染儀尤其是探測面積高達100cm2的污染儀進行校準，需要制備大面積放射性標準源。傳統(tǒng)的制備大面積放射源的方法有分子電鍍法、漿化鋪樣法和電沉積法。其中分子電鍍法相對于其他電鍍方法有較多優(yōu)越性，但由于一般電鍍法采用的陽極主要為單根鉑金絲、盤香狀鉑金絲或鉑金絲網(wǎng)，用于較大面積放射源制備時很難保證其平整度(即保證陰極與陽極間距離不變)，尤其是對于活性面積高達100cm2大面積源的制備，鉑金絲或鉑金網(wǎng)的長度高達30cm?40cm，要保證其整體的平整度很難，而且要防止變形需要加粗或加厚，成本較高且調(diào)平難度大。
[0003]喻正偉等人于2015年6月在《核化學與放射化學》期刊中發(fā)表了題目為《電刷鍍法制備大面積241Am放射源》的文章，該文章中公開了尺寸為120mm* 170mm的放射源的制備方法及裝置。該文章中采用的是分子電鍍和刷鍍相結合的方法，將鍍片固定于刷鍍平臺上，并且鍍片四周采用聚四氟乙烯邊框包圍，利用蠕動栗將鍍液輸送至鍍筆上實現(xiàn)241Am放射源的電鍍，并且鍍液可循環(huán)使用。但是該方法及其裝置存在以下問題:I)制備的241Am放射源的最大沉積效率為46.1%,效率較低，產(chǎn)生廢液較多；2)大面積源最重要的指標之一是均勻性，該方法中及所用裝置中均未提及刷鍍平臺的結構，以及如何對鍍片進行調(diào)平以保證陰極和陽極間間距固定;3)所用裝置是采用蠕動栗進行鍍液輸送，多余的鍍液流到下方的儲液槽后，重復利用，那么鍍液的流動會對放射性核素電沉積的過程造成一定的擾動，也會對本不牢固的沉積物造成一定的沖刷作用，電鍍效率低，并且放射性鍍液從刷鍍平臺上流下時容易濺起，極易造成周圍物品的放射性沾污。4)文章中只對活性面積為100mm*150mm的放射源進行制備，對于面積大至100cm2的放射性源(即本申請中的大面積放射性源)的制備方法并未涉及到。
[0004]在目前的公開文獻中，未見公開利用電鍍技術制備面積大至100cm2的放射源的制備方法及所用裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0005](— )實用新型目的
[0006]為了解決現(xiàn)有技術所存在的問題，本實用新型提出了一種基于電鍍技術的、均勻性好、電沉積效率高、操作簡單且成本較低的活性區(qū)域面積大至I OOOcm2的放射源的制備裝置。
[0007](二)技術方案
[0008]本申請文件中所要求保護的大面積放射源是指活性區(qū)域面積大至100cm2的放射性源，尤其是面積為300?100cm2的放射性源。
[0009]根據(jù)現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供的技術方案如下:
[0010]—種用于制備大面積放射源的裝置，該裝置主要包括升降平臺車、調(diào)平臺、鍍槽、鍍片、鍍液保護框、電源、鍍筆、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計算機，其中升降平臺車的底部設置有滾輪，車身上設置有長方形升降板，升降平臺車的一側(cè)設置有手柄和腳踏板，壓動該手柄可實現(xiàn)升降板的上升，踩踏腳踏板可以實現(xiàn)升降板的下降；調(diào)平臺置于升降板上方，調(diào)平臺的底部設置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長方體形狀，位于調(diào)平臺上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過陰極連接線與電源的負極相連，鍍片的四周設置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護框，該保護框的材質(zhì)為聚氯乙烯，該保護框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致，鍍液保護框的尺寸要能夠放置于鍍槽內(nèi)；所述鍍筆作為陽極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動;鍍筆通過陽極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個步進電機，該兩個步進電機通過控制器和計算機相連接，計算機內(nèi)的二維平移裝置控制軟件發(fā)出的信號通過控制器對二維平移裝置的步進電機進行驅(qū)動，進而帶動鍍筆在鍍片表面Χ、γ 二維方向上循環(huán)往復移動。
[0011]優(yōu)選地，所述調(diào)平臺的材質(zhì)為不銹鋼，厚度為10_。
[0012]優(yōu)選地，所述鍍片的材質(zhì)為鏡面不銹鋼，厚度不小于放射性核素的射程。
[0013]優(yōu)選地，所述控制器控制步進電機的轉(zhuǎn)動和停止，當接收到一個脈沖信號時，步進電機轉(zhuǎn)過一定的角度，一定數(shù)量的脈沖累加起來，使步進電機轉(zhuǎn)動的圈數(shù)一定，從而控制二維平移裝置移動一定的距離。
[0014]優(yōu)選地，所述電源為三恒多用型電泳儀電源。
[0015]優(yōu)選地，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為5?10mm。
[0016]優(yōu)選地，所述鍍筆的長和寬為I cm* I cm。
[0017]優(yōu)選地，所述鍍液保護框的高度為25?30mm。
[0018]優(yōu)選地，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為6mm。
[0019]優(yōu)選地，該裝置還包括量塊，該量塊為長方體形狀，其上設置有刻度;利用該量塊可以精確控制鍍筆下端距離鍍片的距離且能夠輔助調(diào)平臺對鍍片進行調(diào)平。
[0020](三)有益效果
[0021 ]本實用新型提供的制備大面積放射源的裝置和方法對傳統(tǒng)的電刷鍍法與分子電鍍方法進行了改進，只保留電刷鍍技術中石墨材質(zhì)的鍍筆作為陽極，將分子電鍍技術中的陽極由鉑金絲或鉑金網(wǎng)改為石墨體小鍍筆，提供了與鍍片尺寸對應的鍍液槽及鍍液保護框，用于承載、保護鍍片和對鍍液進行限位，將鍍筆浸入鍍液進行電沉積制源，有效解決了傳統(tǒng)電刷鍍過程中海綿體摩擦、鍍液擾動等造成的低沉積效率的問題，改進后的沉積效率達到約90%，同時也解決了利用鉑金絲或鉑金網(wǎng)進行電鍍難以保證陰極與陽極間的平行度保持不變和鉑金帶來的高成本問題。
[0022]最關鍵的是，本裝置和方法可以制備活性面積達100cm2的大面積源，為了保證活性面積高達100cm2的大面積源的均勻性和電鍍過程中的穩(wěn)定性，本申請?zhí)砑恿苏{(diào)平臺、量塊、升降平臺車，升降平臺車的作用在于電鍍前可迅速而穩(wěn)定地提升鍍槽和鍍片高度，即實現(xiàn)對陰極與陽極間距離的初步調(diào)整(粗調(diào))，電鍍結束后可迅速降低鍍槽和鍍片高度，方便鍍槽和大面積源的拆卸，極大地降低了電鍍參數(shù)調(diào)整及電鍍過程中放射性核素對操作人員及周圍環(huán)境造成的放射性危害;量塊及調(diào)平臺的作用是保證鍍筆在大面積鍍片上移動時能夠始終保持陰極與陽極間距離是一致的，進而有效解決了源片表面放射性計數(shù)呈現(xiàn)區(qū)域性偏低或偏高的問題。
【附圖說明】
[0023]圖1是本申請?zhí)峁┐竺娣e放射源制備裝置示意圖；其中I升降平臺車;2.調(diào)平臺；3.鍍槽;4.鍍片;5.鍍液保護框;6.陰極連接線;7.三恒多用型電泳儀電源;8.鍍筆;9.陽極連接線；10.陽極支架;11.二維平移裝置;12.控制器;13.計算機；
[0024I圖2是鍍筆正向移動軌跡示意圖；
[0025]圖3是鍍筆逆向移動軌跡示意圖。
【具體實施方式】
[0026]下面將結合說明書附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步闡述。
[0027]實施例1
[0028]—種用于制備大面積放射源的裝置，該裝置主要包括升降平臺車、調(diào)平臺、鍍槽、鍍片、鍍液保護框、三恒多用型電泳儀電源、鍍筆、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計算機，其中升降平臺車的底部設置有滾輪，車身上設置有長方形升降板，升降平臺車的一側(cè)設置有手柄和腳踏板，壓動該手柄可實現(xiàn)升降板的上升，踩踏腳踏板可以實現(xiàn)升降板的下降；調(diào)平臺置于升降板上方，調(diào)平臺的底部設置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長方體形狀，位于調(diào)平臺上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過陰極連接線與電源的負極相連，鍍片的四周設置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護框，該保護框的材質(zhì)為聚氯乙烯，該保護框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致;所述鍍筆作為陽極，鍍筆長和寬為材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動;鍍筆通過陽極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個步進電機，該兩個步進電機通過控制器和計算機相連接，計算機內(nèi)的二維平移裝置控制軟件發(fā)出的信號通過控制器對二維平移裝置的步進電機進行驅(qū)動，進而帶動鍍筆在鍍片表面X、Y 二維方向上循環(huán)往復移動。
[0029]所述調(diào)平臺的材質(zhì)為不銹鋼，厚度為1mm;所述鍍片的材質(zhì)為鏡面不銹鋼。
[0030]所述控制器控制步進電機的轉(zhuǎn)動和停止，當接收到一個脈沖信號時，步進電機轉(zhuǎn)過一定的角度，一定數(shù)量的脈沖累加起來，使步進電機轉(zhuǎn)動的圈數(shù)一定，從而控制二維平移裝置移動一定的距離。
[0031 ]所述鍍筆下端距離鍍片的距離為6mm。所述鍍液保護框的高度為25mm。
[0032]利用上述裝置制備大面積放射源的方法，該方法包括以下步驟:
[0033]I)對鍍片進行鍍前處理
[0034]2)配置備用鍍液
[0035]先配置濃度為0.01?0.05mol/L的硝酸溶液，將其加入異丙醇基體作為備用鍍液；
[0036]3)利用大面積放射源的制備裝置制備大面積放射源，其中該制備裝置包括升降平臺車、調(diào)平臺、鍍槽、鍍片、鍍液保護框、電源、鍍筆、量塊、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計算機，其中升降平臺車的底部設置有滾輪，車身上設置有長方形升降板，升降平臺車的一側(cè)設置有手柄和腳踏板;調(diào)平臺置于升降板上方，調(diào)平臺的底部設置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長方體形狀，位于調(diào)平臺上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片的四周設置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護框，該保護框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致;所述鍍筆作為陽極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動;鍍筆通過陽極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個步進電機，帶動鍍筆在鍍片表面X、Y 二維方向上循環(huán)往復移動；
[0037]鍍片與電源的負極連接，并且以鍍片的鏡面一側(cè)作為電鍍面；
[0038]4)將調(diào)平臺置于升降平臺車上，并將鍍槽置于調(diào)平臺上，然后將鍍片和鍍液保護框依次置于鍍槽內(nèi)，將設置有鍍液保護框的鍍片置于鍍槽內(nèi)，將調(diào)平臺置于升降平臺車上；先搖動升降平臺車一側(cè)的手柄粗調(diào)鍍片(陰極)與鍍筆(陽極)間距離，再在量塊輔助測量下通過調(diào)節(jié)調(diào)平臺調(diào)節(jié)腳的高度調(diào)整鍍片與鍍筆間平行度，然后再在量塊輔助測量下利用鍍筆支架微調(diào)鍍片與鍍筆間距離，使其保持6mm;
[0039]5)將一定量待鍍放射性核素的溶液加入備用鍍液中，混合均勻得到所需鍍液，再將該鍍液緩慢倒入鍍液保護框內(nèi)；
[0040]6)調(diào)整鍍筆的初始位置，使其位于鍍片一角并作為起點位置;根據(jù)鍍片面積，設置二維平移裝控制軟件上所需的鍍筆移動速度、移動距離及其他相關參數(shù)，利用計算機及二維平移裝置控制軟件對鍍筆行程進行遠程控制，并確保整個行程中鍍筆不接觸鍍液保護框；
[0041]7)根據(jù)所鍍核素類型，設置電源電壓值、電流值，對鍍片進行電鍍；
[0042]8)電鍍完成后，關閉電源;踩踏腳踏板，降低升降平臺車高度，使鍍筆底端高于鍍液保護框的高度，卸下鍍槽并將鍍槽中的廢液倒入廢液容器內(nèi)；
[0043]9)將鍍槽中的廢液倒入廢液容器中；并利用lmol/L硝酸擦拭鍍片電鍍面的背面，并用異丙醇沖洗干凈，保證非活性區(qū)清潔；
[0044]10)用干凈的棉花沾上異丙醇擦拭活性區(qū)兩次，每次均用異丙醇沖洗干凈，晾干備用，得到所需大面積放射源。
[0045]實施例2
[0046]與實施例1不同的是，該裝置還包括量塊，該量塊為長方體形狀，其上設置有刻度；利用該量塊可以精確控制鍍筆下端距離鍍片的距離且能夠輔助調(diào)平臺對鍍片進行調(diào)平。
[0047]實施例3
[0048]與實施例1不同的是，鍍液保護框的高度為30_。
【主權項】
1.一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，該裝置主要包括升降平臺車、調(diào)平臺、鍍槽、鍍片、鍍液保護框、電源、鍍筆、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計算機，其中升降平臺車的底部設置有滾輪，車身上設置有長方形升降板，升降平臺車的一側(cè)設置有手柄和腳踏板，壓動該手柄可實現(xiàn)升降板的上升，踩踏腳踏板可以實現(xiàn)升降板的下降；調(diào)平臺置于升降板上方，調(diào)平臺的底部設置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長方體形狀，位于調(diào)平臺上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過陰極連接線與電源的負極相連，鍍片的四周設置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護框，該保護框的材質(zhì)為聚氯乙烯，該保護框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致，鍍液保護框的尺寸要能夠放置于鍍槽內(nèi)；所述鍍筆作為陽極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動；鍍筆通過陽極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個步進電機，該兩個步進電機通過控制器和計算機相連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述調(diào)平臺的材質(zhì)為不銹鋼，厚度為10mm。3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍片的材質(zhì)為鏡面不銹鋼，厚度不小于放射性核素的射程。4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述電源為三恒多用型電泳儀電源。5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為5?10mm。6.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍筆的長和寬為lcm*lcm07.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍液保護框的高度為25?30mm。8.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為6mm。9.根據(jù)權利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，該裝置還包括量塊，該量塊為長方體形狀，其上設置有刻度。
【文檔編號】G01T1/167GK205581308SQ201620155594
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月1日
【發(fā)明人】林敏 , 葉宏生, 喻正偉, 陳克勝, 夏文, 徐利軍, 陳義珍
【申請人】中國原子能科學研究院