專利名稱:一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于同位素的靶件的生產(chǎn)，特別是涉及一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件及其生產(chǎn)工藝。本發(fā)明為一種制備同位素的靶件，具體為使用反應堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件結(jié)構(gòu)及其制作工藝。
背景技術(shù)：
作為人工放射性核素生產(chǎn)的重要設施之一，反應堆可提供不同能譜的中子和較大的輻照空間，具有可同時輻照多種樣品、輻照的樣品量大、靶子制備容易、輻照操作簡便、成本低廉等優(yōu)點。此外，從反應堆運行過程中核燃料因發(fā)生裂變核反應生成的產(chǎn)物中也可提取大量的放射性核素。經(jīng)證實，經(jīng)慢中子誘發(fā)235U裂變的產(chǎn)物約有400種。原子序數(shù)分布在30至65范圍內(nèi)、質(zhì)量數(shù)位于35和139左右的裂變產(chǎn)物具有較大的產(chǎn)額，可大量生產(chǎn)。因此，核反應堆生產(chǎn)放射性核素已成為放射性核素的主要來源。
為了最大化的利用研究堆中的裂變中子，可以在其堆芯元件中心孔中裝入一定量的靶件以生產(chǎn)同位素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種裝入到元件孔中使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件及其生產(chǎn)工藝?？勺畲蠡睦梅磻褍?nèi)裂變產(chǎn)生的中子，提高經(jīng)濟效益。
本發(fā)明的實現(xiàn)方案如下一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，包括中空的靶件筒、以及設置在靶件筒兩端的上端頭和下端頭、以及設置在靶件筒內(nèi)部的待輻照物，所述上端頭通過緊定螺母與靶件筒套接，且靶件筒與緊定螺母之間設置有止動墊圈。
所述下端頭的外壁開有示位槽，且開有抽氣孔，所述抽氣孔貫通到靶件筒內(nèi)部；其內(nèi)部可以抽真空及充氦。
所述上端頭遠離靶件筒的一端連接有吊裝頭結(jié)構(gòu)。
所述上端頭外壁設置有節(jié)流環(huán)。
所述上端頭外壁設置有外螺紋，靶件筒靠近上端頭的一端設置有內(nèi)螺紋，上端頭通過螺紋配合與靶件筒連接。
一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟
步驟1:上端頭裝配步驟，使用緊定螺母、止動墊圈通過螺紋配合將上端頭固定在靶件筒上；
步驟2 :下端頭裝配步驟，在步驟I后，裝入待輻照物，再使用焊接工藝將下端頭焊接在革巴件筒中；
步驟3 :上端頭焊接步驟，在步驟2之后，通過調(diào)節(jié)緊定螺母來調(diào)節(jié)整個靶件的長度，之后使用焊接工藝將上端頭焊接在靶件筒上；
步驟4 :排空靶件筒步驟，在步驟3之后，再通過下端頭的抽氣孔將靶件筒內(nèi)的空氣抽出，之后將抽氣孔焊接封堵；排空的絕對壓力要求小于O. 05MPa，排空時間不小于3min。[0011]步驟5 :檢漏步驟，通過氣泡法或/和氦檢漏法對步驟4完成后的成型靶件進行檢漏；
步驟6 :輻照步驟，步驟5檢漏合格后裝入反應堆燃料組件的中心孔中進行輻照。輻照要求的熱中子注量大于ΙΕ+lln/(cm2 s),最大熱中子注量為1. 6E+15n/(cm2 · s)。
所述焊接工藝為TIG焊接，TIG焊接為鎢極惰性氣體焊接。
所述氣泡法為將靶件筒置于液體中，對靶件筒加溫，使得靶件筒內(nèi)部受熱，觀察是否有氣泡溢出。
一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件。其包括上端頭、緊定螺母、止動墊圈、靶件筒、待輻照物、下端頭。其制造工藝為首先使用緊定螺母、止動墊圈將上端頭固定在靶件筒上，之后裝入待輻照物，再使用TIG焊接(鎢極惰性氣體焊)將下端頭焊接在靶件筒中，之后通過調(diào)節(jié)緊定螺母來調(diào)節(jié)整個靶件的長度，之后使用TIG焊接(鎢極惰性氣體焊)將上端頭焊接在靶件筒上，再通過靶件下端頭的抽氣孔將靶件筒內(nèi)的空氣抽出，之后將抽氣孔焊接封堵。之后對整根靶件通過氣泡法或氦檢漏法進行檢漏。檢漏合格后裝入反應堆燃料組件的中心孔中進行輻照。
本發(fā)明的優(yōu)點在于·
1)靶件通過裝入反應堆燃料元件中心孔進行輻照生產(chǎn)；
2)靶件長度在裝入待輻照物后仍然可以進行調(diào)節(jié)；
3)靶件內(nèi)裝入的待輻照物可以根據(jù)需要進行更換；
4)靶件上端頭有節(jié)流環(huán)，可以增大自身的流阻，保證了燃料元件包殼處的冷卻劑流量；革巴件過熱發(fā)生損壞。
5)靶件內(nèi)部可以抽真空或充氦；
6)靶件下部有為熱室切割用的示位槽；
7)使用氣泡法或氦檢漏法進行檢漏的工藝可以確保靶件的密封性能。
本發(fā)明通過合理設計，研制出一種裝入到元件孔中使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件。最大化的利用反應堆內(nèi)裂變產(chǎn)生的中子，提高經(jīng)濟效益。


圖1為一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中的標號分別表示為1.上端頭；2.緊定螺母；3.止動墊圈；4.靶件筒；5.待輻照物；6.下端頭。
具體實施方式
實施例一
如圖1所示。
一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，包括中空的靶件筒4、以及設置在靶件筒兩端的上端頭I和下端頭6、以及設置在靶件筒內(nèi)部的待輻照物5，所述上端頭I通過緊定螺母2與靶件筒套接，且靶件筒與緊定螺母2之間設置有止動墊圈3。
所述下端頭的外壁開有示位槽，且開有抽氣孔，所述抽氣孔貫通到靶件筒內(nèi)部。
所述上端頭I遠離靶件筒的一端連接有吊裝頭結(jié)構(gòu)。[0024]所述上端頭I外壁設置有節(jié)流環(huán)。
所述上端頭I外壁設置有外螺紋，靶件筒靠近上端頭的一端設置有內(nèi)螺紋，上端頭通過螺紋配合與靶件筒連接。
一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟
步驟1:上端頭裝配步驟，使用緊定螺母2、止動墊圈3通過螺紋配合將上端頭I固定在革巴件筒4上；
步驟2 :下端頭裝配步驟，在步驟I后，裝入待輻照物5，再使用焊接工藝將下端頭6焊接在祀件筒4中；
步驟3 :上端頭焊接步驟，在步驟2之后，通過調(diào)節(jié)緊定螺母2來調(diào)節(jié)整個靶件的長度，之后使用焊接工藝將上端頭I焊接在靶件筒4上；
步驟4 :排空靶件筒步驟，在步驟3之后，再通過下端頭6的抽氣孔將靶件筒4內(nèi)的空氣抽出，之后將抽氣孔焊接封堵；排空的絕對壓力要求小于O. 05MPa，排空時間不小于3min。
步驟5 :檢漏步驟，通過氣泡法或/和氦檢漏法對步驟4完成后的成型靶件進行檢漏；
步驟6 :輻照步驟，步驟5檢漏合格后裝入反應堆燃料組件的中心孔中進行輻照。輻照要求的熱中子注量大于ΙΕ+lln/(cm2 s),最大熱中子注量為1. 6E+15n/(cm2 · s)。
所述焊接工藝為TIG焊接，TIG焊接為鎢極惰性氣體焊接。
所述氣泡法為將靶件筒4置于液體中，對靶件筒4加溫，使得靶件筒4內(nèi)部受熱，觀察是否有氣泡溢出。當前期進行空氣抽出處理，則加熱出現(xiàn)氣泡溢出現(xiàn)象時，則說明靶件筒漏氣不合格，同理，當前期進行氦氣填充時，再加熱出現(xiàn)氣泡溢出時，則也說明靶件筒漏氣不合格，反之，則說明為合格品。
一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件。其包括上端頭、緊定螺母、止動墊圈、靶件筒、待輻照物、下端頭。其制造工藝為首先使用緊定螺母、止動墊圈將上端頭固定在靶件筒上，之后裝入待輻照物，再使用TIG焊接(鎢極惰性氣體焊)將下端頭焊接在靶件筒中，之后通過調(diào)節(jié)緊定螺母來調(diào)節(jié)整個靶件的長度，之后使用TIG焊接(鎢極惰性氣體焊)將上端頭焊接在靶件筒上，再通過靶件下端頭的抽氣孔將靶件筒內(nèi)的空氣抽出，之后將抽氣孔焊接封堵。之后對整根靶件通過氣泡法或氦檢漏法進行檢漏。檢漏合格后裝入反應堆燃料組件的中心孔中進行輻照。
具體的實施過程為如附圖1所示，本發(fā)明由上端頭1、緊定螺母2、止動墊圈3、靶件筒4、待輻照物5、下端頭6六部分組成。
上端頭I是靶件的上部接頭，其由頂部有用于遠程抓取的吊裝頭結(jié)構(gòu)，吊裝頭下部為節(jié)流環(huán)，通過增加靶件的流阻使得堆芯冷卻劑大部分流經(jīng)燃料元件包殼，上端頭I的下部為連接螺紋。通過連接螺紋與靶件筒4連接。
緊定螺母2和止動墊圈3的作用為將上端頭I固定在靶件筒4上，并使得上端頭I有一定的長度調(diào)節(jié)功能。
靶件筒4是一個中空的圓管，其上部有與上端頭I連接的螺紋，下部與下端頭6焊接，其內(nèi)部承裝待輻照物5。其中待輻照物5可以根據(jù)生產(chǎn)的需要進行更換。
下端頭6為靶件筒4的下部密封塞，通過TIG焊接(鎢極惰性氣體焊)進行連接，其上有為熱室切割定位用的示位槽，中部有抽氣孔。[0036]實施例的制造工藝為首先使用緊定螺母2、止動墊圈3將上端頭I固定在靶件筒4上，之后裝入待輻照物5，再使用TIG焊接(鎢極惰性氣體焊)將下端頭6焊接在靶件筒4中，之后通過調(diào)節(jié)緊定螺母2來調(diào)節(jié)整個靶件的長度，之后使用TIG焊接(鎢極惰性氣體焊)將上端頭I焊接在靶件筒4上，再通過靶件下端頭6的抽氣孔將靶件筒4內(nèi)的空氣抽出，之后將抽氣孔焊接封堵。之后對整根靶件通過氣泡法或氦檢漏法進行檢漏。檢漏合格后裝入反應堆燃料組件的中心孔中進行輻照。采用氦檢漏法時靶件筒4內(nèi)填充氦。
氣泡法檢漏的原理為由于在檢漏之前，靶件筒內(nèi)部處于真空狀態(tài)，因此，如果靶件筒出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，則靶件筒內(nèi)部必然存在氣體，只需將靶件筒放置在液體中，如水中，對靶件筒進行加熱，出現(xiàn)氣泡，則說明靶件筒出現(xiàn)漏氣問題，如果靶件筒沒有漏氣問題，則靶件筒內(nèi)部是不存在氣體的，無論怎么給靶件筒加熱都不會出現(xiàn)氣泡。
如上所述，則能很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，其特征在于包括中空的靶件筒(4)、以及設置在靶件筒兩端的上端頭(I)和下端頭(6)、以及設置在靶件筒內(nèi)部的待輻照物(5)，所述上端頭(I)通過緊定螺母(2 )與靶件筒套接，且靶件筒與緊定螺母(2 )之間設置有止動墊圈(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，其特征在于所述下端頭的外壁開有示位槽，且開有抽氣孔，所述抽氣孔貫通到靶件筒內(nèi)部；其內(nèi)部可以抽真空及充氦。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，其特征在于所述上端頭(I)遠離靶件筒的一端連接有吊裝頭結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，其特征在于所述上端頭(I)外壁設置有節(jié)流環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，其特征在于所述上端頭(I)外壁設置有外螺紋，靶件筒靠近上端頭的一端設置有內(nèi)螺紋，上端頭通過螺紋配合與靶件筒連接。
6.一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件的生產(chǎn)工藝，其特征在于包括如下步驟 步驟1:上端頭裝配步驟，使用緊定螺母(2)、止動墊圈(3)通過螺紋配合將上端頭(I)固定在靶件筒(4)上； 步驟2 :下端頭裝配步驟，在步驟I后，裝入待輻照物(5)，再使用焊接工藝將下端頭(6)焊接在祀件筒(4)中； 步驟3 :上端頭焊接步驟，在步驟2之后，通過調(diào)節(jié)緊定螺母(2)來調(diào)節(jié)整個靶件的長度，之后使用焊接工藝將上端頭(I)焊接在靶件筒(4)上； 步驟4 :排空靶件筒步驟，在步驟3之后，再通過下端頭(6)的抽氣孔將靶件筒(4)內(nèi)的空氣抽出，之后將抽氣孔焊接封堵；排空的絕對壓力要求小于O. 05MPa，排空時間不小于3min ； 步驟5 :檢漏步驟，通過氣泡法或/和氦檢漏法對步驟4完成后的成型靶件進行檢漏； 步驟6 :輻照步驟，步驟5檢漏合格后裝入反應堆燃料組件的中心孔中進行輻照。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述焊接工藝為TIG焊接。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件的生產(chǎn)工藝，其特征在于所述氣泡法為將靶件筒(4)置于液體中，對靶件筒(4)加溫，使得靶件筒(4)內(nèi)部受熱，觀察是否有氣泡溢出。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件及其生產(chǎn)工藝；其中一種使用研究堆輻照生產(chǎn)同位素的靶件，包括反應堆燃料組件圍筒本體，所述反應堆燃料組件圍筒本體的內(nèi)徑面設置有若干塞條，所述塞條的軸線與反應堆燃料組件圍筒本體的軸線平行，且相鄰兩塞條之間存在間隙。包括中空的靶件筒、以及設置在靶件筒兩端的上端頭和下端頭、以及設置在靶件筒內(nèi)部的待輻照物，所述上端頭通過緊定螺母與靶件筒套接，且靶件筒與緊定螺母之間設置有止動墊圈。本發(fā)明最大化的利用反應堆內(nèi)裂變產(chǎn)生的中子，提高經(jīng)濟效益。
文檔編號G21G1/02GKCN103035309SQ201310002799
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月6日
發(fā)明者李成業(yè), 李文鈺, 王立德, 鄧鵬宇, 陳啟兵, 廖家濤, 陳廣平, 鄭海川, 沈燕青, 凃曉彬 申請人:中國核動力研究設計院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan