I溶液生產(chǎn)裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于放射性同位素制備技術領域，具體涉及一種Na125I溶液生產(chǎn)裝置。
【背景技術】
[0002]由放射性碘-125制成的籽源、放免藥品和同位素示蹤劑等廣泛應用于現(xiàn)代核醫(yī)學臨床診斷與治療、石油測井等領域，其主要采用反應堆輻照124Xe生產(chǎn)。目前，國內(nèi)外獲取碘化鈉(Na 125I)溶液主要采用獨立靶件(濃縮124Xe靶)輻照的生產(chǎn)方式，該生產(chǎn)的簡要流程是:將濃縮124Xe氣注入石英玻璃容器或金屬容器內(nèi)密封，放入反應堆輻照1-3天，取出靶件在熱室內(nèi)打開，將輻照過的氙氣轉(zhuǎn)入干凈容器中密封冷卻約2周，然后將氙氣回收，再在容器中加入適量的稀堿液(或提前加入)溶解附著在容器內(nèi)壁的碘-125，獲得濃度較低的Na125I溶液。當需要較高濃度產(chǎn)品時，可在獨立的蒸餾裝置中濃縮?；诳刂品派湫缘?126等雜質(zhì)核素含量盡量低的目標，也有采用連續(xù)循環(huán)法(回路法)和間歇操作循環(huán)法輻照生產(chǎn)，其中的連續(xù)循環(huán)法不需要將氙氣獨立包裝，而是將氙氣直接注入放置在反應堆中的輻照孔道中的管道內(nèi)輻照，通過回路系統(tǒng)循環(huán)將輻照后的氙氣在對外冷卻衰變，并連續(xù)將衰變瓶內(nèi)的氙氣(包括一部分沒有衰變的125Xe)連續(xù)返回堆內(nèi)輻照，但因循環(huán)系統(tǒng)復雜和反應堆區(qū)域工作條件限制，該生產(chǎn)方法并未得到推廣。
[0003]文獻表明，我國從20世紀90年代中期開始了碘-125生產(chǎn)工藝研宄，現(xiàn)已具備小批量生產(chǎn)能力。除本發(fā)明提供單位-中國工程物理研宄院核物理與化學研宄所外，國內(nèi)的中國原子能科學研宄院和中國核動力研宄院均建立了生產(chǎn)裝置。目前，公開報道的碘-125生產(chǎn)所涉及的制靶、開靶、氙氣倒罐與貯存冷卻、蒸餾濃縮等工序分散在不同的房間和熱室(或工作箱)內(nèi)進行，存在放射性物料在不同處理場所之間轉(zhuǎn)移的環(huán)節(jié)多、所需操作空間大、工作效率較低、靶料(高濃縮的124Xe)泄漏量較大等不足，而且一般需要將氙氣回收瓶從熱室(或工作箱)轉(zhuǎn)移至制靶間并將氙氣轉(zhuǎn)移至制靶裝置后才能被重新制成靶件，而回收的氙氣中往往含有少量放射性125Xe和125K126I等，而且從熱室(或工作箱)內(nèi)轉(zhuǎn)移出來的氙氣回收瓶的表面一般都會被放射性沾污，存在放射性污染制靶裝置、人員和環(huán)境的風險，增加了工作人員接受更多電離輻射的風險。目前，尚未有利用這種生產(chǎn)裝置實施Na125I溶液生產(chǎn)的公開報道，而現(xiàn)實中迫切需要結(jié)構緊湊、操作安全便利的大批量生產(chǎn)Na125I溶液的生產(chǎn)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有技術中的Na125I溶液生產(chǎn)裝置的制靶、開靶、氙氣倒罐與貯存冷卻、蒸餾濃縮等工序操作場所分散且所需操作空間較大、放射性物料在不同處理場所之間轉(zhuǎn)移的環(huán)節(jié)多、工作效率較低、靶料泄漏量較大、易于出現(xiàn)放射性污染制靶裝置、人員和環(huán)境的不足，本發(fā)明提供一種Na125I溶液生產(chǎn)裝置。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)Na125I溶液高效生產(chǎn)，并且達到控制放射性污染風險和尾氣“零”排放的目的。
[0005]本發(fā)明將Na125I溶液生產(chǎn)所有工序集成一體化，可在線將回收的可能含有少量放射性的氙氣直接制成靶件用于再生產(chǎn)，可在一個熱室(或工作箱)內(nèi)利用一套裝置完成開靶、靶內(nèi)輻照后的氙氣轉(zhuǎn)移與貯存衰變、氙氣回收、Na125I溶液蒸餾濃縮和靶件制備等工作，無需將可能被放射性污染的氙氣回收瓶從熱室(或工作箱)取出，而且可將制成的靶件通過生產(chǎn)線內(nèi)的轉(zhuǎn)移路徑直接轉(zhuǎn)入反應堆內(nèi)輻照，完全避免了工作人員利用回收氙氣制靶過程中所接受的輻射劑量，并實現(xiàn)放射性尾氣“零”排放的高標準，顯著提高了生產(chǎn)效能和減少了生產(chǎn)所需場所面積。采用本發(fā)明能夠高效處理從反應堆輻照后的氙氣(Xe)中衰變產(chǎn)生的放射性碘-125，并將其全部轉(zhuǎn)化成為Na125I溶液和在線將回收的氙氣制成靶件再利用，放射性尾氣達到“零”排放。
[0006]實現(xiàn)本發(fā)明的技術方案如下:
本發(fā)明的Na125I溶液生產(chǎn)裝置，其特點是，所述的生產(chǎn)裝置包括臺架、倒氣罐、開靶器、充焊器、反應器、原料罐、真空泵、壓力表、液氮泵，其連接關系是，所述的倒氣罐、開靶器、充焊器、反應器、原料罐、真空泵均設置在臺架上并與臺架固定連接，壓力表固定連接在倒氣罐上。所述的倒氣罐與開靶器、充焊器、反應器、原料罐、真空泵、壓力表分別連接。所述的臺架下設置有液氮泵，液氮泵與開靶器、充焊器、反應器、原料罐分別連接。
[0007]所述的開靶器包括升降臺1、鋼針、針座、冷凍夾套I，所述的升降臺I上設置有針座，針座中設置有鋼針，升降臺1、針座、鋼針依次固定連接。所述的鋼針上設置有橡膠圈，在鋼針的正下方設置有冷凍夾套I，在冷凍夾套I內(nèi)設置有倒置的靶件。所述的升降臺
1、冷凍夾套I分別與臺架固定連接，鋼針與靶件、冷凍夾套I為同軸心設置。
[0008]所述充焊器包括升降臺I1、電機、夾持塊1、夾持塊I1、連接塊、冷凍夾套II，其連接關系是，所述的冷凍夾套I1、升降臺II分別與臺架固定連接。在升降臺II上設置有電機、夾持塊1、連接塊、夾持塊II，所述的升降臺II與電機、夾持塊I1、連接塊分別固定連接，與夾持塊I滑動連接。所述連接塊內(nèi)設置的輸氣管、橡膠塞相互連接。所述的電機與夾持塊I通過絲桿連接。所述的夾持塊II上設置有熔斷器，熔斷器外接焊接電源。所述的冷凍夾套II設置在連接塊的正下方，在冷凍夾套II內(nèi)設置有靶筒。連接塊、輸氣管、橡膠塞、靶筒、冷凍夾套II為同軸心設置。
[0009]所述倒氣罐的罐體通過管道分別連接有閥門1、閥門I1、閥門II1、閥門IV、閥門V。所述的閥門1、閥門I1、閥門II1、閥門IV、閥門V分別與開靶器、充焊器、反應器、原料罐、真空泵對應連接，壓力表與罐體通過管路連接。
[0010]所述的反應器包括冷水套、三岔管、刻度管、錐形瓶、電爐、冷凍槽、循環(huán)泵、加料瓶、蠕動泵、四通閥、產(chǎn)品瓶，所述的錐形瓶、電爐從上到下依次疊放在冷凍槽內(nèi)。所述的三岔管的一端與位于錐形瓶上方的刻度管連接，另外兩端分別與錐形瓶連接形成管道回路，管道回路上設置有依次連接的冷水套和循環(huán)泵。所述的四通閥與錐形瓶、蠕動泵、產(chǎn)品瓶、閥門III通過管道分別連接，蠕動泵與加料瓶連接，產(chǎn)品瓶還與真空泵。
[0011]本發(fā)明的Na125I溶液生產(chǎn)裝置利用了 124Xe(n，γ ) 125Xe (β_)125Ι的核物理反應和125I與NaOH反應生成Na125I,實現(xiàn)了從反應堆輻照后的氙氣中批量生產(chǎn)Na125I溶液產(chǎn)品，并實現(xiàn)回收的氙氣在線直接制成靶件用于再生產(chǎn)和Na125I溶液蒸餾濃縮，其簡要工作原理是:在低真空條件下，用開靶器將靶件刺破，將靶中活化的氙氣轉(zhuǎn)移至預先加入了一定量稀NaOH溶液并被液氮冷凍的錐形瓶中，貯存冷卻一段時間使氙氣中的125Xe全部衰變?yōu)?251，然后將冷卻后的氙氣轉(zhuǎn)移至液氮冷凍的靶筒中密封，制成新靶用于再生產(chǎn)，而在氙氣貯存冷卻的過程中生成的125I與堿液反應生成水溶性較好的Na125I,并根據(jù)需要通過蒸餾濃縮可獲得不同濃度Na125I溶液產(chǎn)品。
[0012]本發(fā)明不需要多間實驗室和熱室(或工作箱)，只需一個熱室(或工作箱)即可完成124Xe靶件制備、輻照靶件開啟、氙氣轉(zhuǎn)移與貯存衰變、氙氣回收與制靶、Na125I溶液蒸餾濃縮等工作，獲得較高濃度的Na125I溶液產(chǎn)品，顯著提高了工作效率，減少了生產(chǎn)場所(面積)和放射性物料在不同處理場所之間轉(zhuǎn)移的環(huán)節(jié)，降低了靶料(特別是高濃縮的124Xe)轉(zhuǎn)移過程中的泄漏量，完全避免了現(xiàn)有生產(chǎn)方式需要將回收氙氣瓶從熱室(或工作箱)轉(zhuǎn)移至非放射性操作的制靶間重新制靶而存在制靶裝置、人員和環(huán)境被放射性污染的風險。
[0013]本發(fā)明的Na125I溶液生產(chǎn)裝置可以實現(xiàn)從反應堆輻照的氙氣中高效生產(chǎn)放射性Na125I溶液，克服了現(xiàn)有生產(chǎn)裝置占用實驗室和熱室(或工作箱)數(shù)量多(面積大)、工作效率較低、放射性物料在不同處理場所之間轉(zhuǎn)移的環(huán)節(jié)多和轉(zhuǎn)移過程中的靶料損失較大、易于出現(xiàn)放射性污染制靶裝置、人員和環(huán)境等不足，較大提高了生產(chǎn)效能，顯著減少了所需生產(chǎn)設施的數(shù)量(面積)。本發(fā)明的裝置結(jié)構緊湊，適用于有效操作空間較小的屏蔽工作箱內(nèi)的高濃度Na125I溶液產(chǎn)品的生產(chǎn)，操作的穩(wěn)定性和安全性好。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的Na125I溶液生產(chǎn)裝置的總體結(jié)構框圖；
圖2是本發(fā)明中的開靶器的結(jié)構示意圖；
圖3是本發(fā)明中的充焊器的結(jié)構示意圖；
圖4是本發(fā)明中的倒氣罐的結(jié)構示意圖；
圖5是本發(fā)明中的反應器的結(jié)構示意圖；
圖中:1.臺架 2.倒氣罐 3.開靶器 4.充焊器 5.反應器 6.原料罐 7.真空泵 8.壓力表 9.液氮泵 10.升降臺I11.鋼針 12.針座 13.橡膠圈 14.靶件 15.冷凍夾套I 16.升降臺II17.電機 18.夾持塊I 19.連接塊 20.輸氣管 21.橡膠塞 22.夾持塊II 23.熔斷器 24.靶筒 25.冷凍夾套II 26.罐體 27.閥門I28.閥門II 29.閥門III 30.閥門IV 31.閥門V 32.冷水套 33.三岔管 34.刻度管 35.錐形瓶 36.電爐 37.冷凍槽 38.循環(huán)泵39.加料瓶 40.蠕動泵 41.四通閥 42.產(chǎn)品瓶。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0016]實施例1
圖1是本發(fā)明的Na125I溶液生產(chǎn)裝置的總體結(jié)構框圖，圖2是本發(fā)明中的開靶器的結(jié)構示意圖，圖3是本發(fā)明中的充焊器的結(jié)構示意圖，圖4是本發(fā)明中的倒氣罐的結(jié)構示意圖，圖5是本發(fā)明中的反應器的結(jié)構示意圖。在圖1~圖5中，本發(fā)明的Na125I溶液生產(chǎn)裝置，包括臺架1、倒氣罐2、開靶器3、充焊器4、反應器5、原料罐6、真空泵7、壓力表8、液氮泵9，其連接關系是，所述的倒氣罐2、開靶器3、充焊器4、反應器5、原料罐6、真空泵7均設置在臺架I上并與臺架I固定連接，壓力表8固定連接在倒氣罐2上。所述的倒氣罐2與開革巴器3、充焊器4、反應器5、原料罐6、真空泵7、壓力表8分別連接。所述的臺架I下設置有液氮泵9，液氮泵9與開靶器3、充焊器4、反應器5、原料罐6分別連接。如圖1所示。
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