Патент на изобретение №2307071

(54) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СТРОНЦИЯ-90 БЕЗ НОСИТЕЛЯ И СТРОНЦИЯ-89 БЕЗ НОСИТЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЯДЕРНОГО ВОДНО-РАСТВОРНОГО РЕАКТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА

(57) Реферат:

Изобретение относится к производству радионуклидов и может быть использовано для производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя. Способ производства включает следующее: газообразную среду, образующуюся в активной зоне работающего ядерного водно-растворного реактора и выходящую в его компенсационную камеру, прокачивают через аппараты для выдержки газообразной среды. В аппаратах для выдержки газообразной среды газообразную среду прокачивают вместе с находящимся в них растворителем стронция. В процессе прокачки газообразной среды выдерживают газообразную среду до ее поступления во второй аппарат для выдержки газообразной среды в течение времени t, определяемого по формуле

где t – время выдержки газообразной среды до ее поступления во второй аппарат для выдержки газообразной среды, с; – объемная активность криптона-89 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³; – объемная активность криптона-90 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³; – отношение удельной активности стронция-90 к удельной активности стронция-89 в готовом продукте стронция-89 без носителя; – постоянная распада криптона-89, с^-1; – постоянная распада криптона-90, с^-1. Накапливают стронций-90 без носителя в растворителе стронция, находящемся в первом аппарате для выдержки газообразной среды. Накапливают стронций-89 без носителя в растворителе стронция, находящемся во втором аппарате для выдержки газообразной среды. Сливают растворитель стронция с накопленным количеством стронция-90 без носителя и растворитель стронция с накопленным количеством стронция-89 без носителя в систему кондиционирования готового продукта. Результат изобретения: получение готовых продуктов в виде раствора стронция-90 без носителя и раствора стронция-89 без носителя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к производству радионуклидов и может быть использовано для производства стронция-89 без носителя и стронция-90 без носителя.

Известен способ производства стронция-89 [Абалин С.С., Верещагин Ю.И., Григорьев Г.Ю., Павшук В.А., Пономарев-Степной Н.Н., Хвостионов В.Е., Чувилин Д.Ю., “Способ производства стронция-89”, Патент США №6456680 B1, 24.09.2002 г.]., основанный на реакции нейтронного захвата Y-89 (n, p) Sr-89. Мишень из оксида иттрия-89 высокой чистоты облучают в ядерном реакторе на быстрых нейтронах и затем выделяют из нее стронций-89. Сечение реакции (n, p) на иттрии-89 для нейтронов спектра деления составляет менее 0,3·10^-27 см², поэтому активность производимого стронция-89 может достигать всего 0,37-0,555 ГБк (10-15 мКи) на грамм иттрия-89.

Недостаток способа заключается в его низкой производительности.

Наиболее близким по технической сущности является способ производства стронция-89 [Абалин С.С., Верещагин Ю.И., Григорьев Г.Ю., Павшук В.А., Пономарев-Степной Н.Н., Хвостионов В.Е., Чувилин Д.Ю., “Способ производства стронция-89”, Патент США №6456680 B1, 24.09.2002 г.]. Способ заключается в том, что газообразную среду, образующуюся в активной зоне работающего ядерного водно-растворного реактора и выходящую в его компенсационную камеру, компонентами которой являются газообразные продукты деления ядерного топлива и летучие соединения радионуклидов, прокачивают через первый аппарат для выдержки газообразной среды, представляющий собой трубопровод определенной конструкции и предназначенный для выдержки газообразной среды в течение времени распада содержащегося в ней криптона-90 в рубидий-90, и второй аппарат для выдержки газообразной среды, также представляющий собой трубопровод определенной конструкции и предназначенный для выдержки газообразной среды в течение времени распада содержащегося в ней криптона-89 в рубидий-89. В процессе прокачки газообразной среды рубидий-90 и образующийся из него стронций-90 без носителя оседают внутри первого трубопровода для выдержки газообразной среды, а рубидий-89 и образующийся из него стронций-89 без носителя оседают внутри второго трубопровода для выдержки газообразной среды. Газообразные частицы рубидия и стронция за трубопроводами для выдержки газообразной среды улавливают фильтрами. После накопления стронция-89 без носителя его смывают раствором кислоты с внутренней поверхности второго трубопровода для выдержки газообразной среды и вымывают из фильтра. Целью способа является получение стронция-89 без носителя, не загрязненного стронцием-90. Производство стронция-90 без носителя в способе не предусмотрено.

Недостатки способа:

– необходимость в операциях улавливания фильтрами газообразных частиц рубидия и стронция, смыва раствором кислоты стронция-89 без носителя с внутренней поверхности второго трубопровода для выдержки газообразной среды и фильтра;

– не предусмотрено производство стронция-90 без носителя.

Технический результат, относящийся к способу, заключается в получении готовых продуктов в виде раствора стронция-90 без носителя и раствора стронция-89 без носителя.

Известно устройство для производства стронция-89 [Абалин С.С., Верещагин Ю.И., Григорьев Г.Ю., Павшук В.А., Пономарев-Степной Н.Н., Хвостионов В.Е., Чувилин Д.Ю., “Способ производства стронция-89”. Патент США №6456680 В1, 24.09.2002 г.], в состав которого входят ядерный реактор на быстрых нейтронах и облучаемая быстрыми нейтронами мишень из оксида иттрия-89 высокой чистоты. Стронций-89 образуется в результате реакции нейтронного захвата Y-89 (n, p) Sr-89.

Недостаток устройства заключается в его низкой производительности.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для производства стронция-89 [Абалин С.С., Верещагин Ю.И., Григорьев Г.Ю., Павшук В.А., Пономарев-Степной Н.Н., Хвостионов В.Е., Чувилин Д.Ю., “Способ производства стронция-89”. Патент США №6456680 В1, 24.09.2002 г.], в состав которого входят установленные в линию циркуляции газообразной среды ядерный водно-растворный реактор с расположенной над его активной зоной компенсационной камерой, подводящий трубопровод, первый аппарат для выдержки газообразной среды, представляющий собой трубопровод определенной конструкции, первый фильтр для улавливания газообразных частиц рубидия и стронция, компрессор, соединительный трубопровод, второй аппарат для выдержки газообразной среды, также представляющий собой трубопровод определенной конструкции, второй фильтр для улавливания газообразных частиц рубидия и стронция и отводящий трубопровод.

Недостаток устройства заключается в наличии в составе устройства фильтров. По мере накопления газообразных частиц стронция в фильтрах их надо будет или менять на новые фильтры, или промывать растворителем стронция.

Технический результат, относящийся к устройству, состоит в отсутствии фильтров для улавливания газообразных частиц рубидия и стронция.

Для достижения технического результата в способе производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя с использованием ядерного водно-растворного реактора, заключающемся в том, что газообразную среду, образующуюся в активной зоне работающего ядерного водно-растворного реактора и выходящую в его компенсационную камеру, компонентами которой являются газообразные продукты деления ядерного топлива и летучие соединения радионуклидов, прокачивают через первый и второй аппараты для выдержки газообразной среды, предлагается:

– газообразную среду в первом и втором аппаратах для выдержки газообразной среды прокачивать вместе с находящимся в них растворителем стронция;

– в процессе прокачки выдерживать газообразную среду до ее поступления во второй аппарат для выдержки газообразной среды в течение времени t, с, определяемого по формуле с учетом объемной активности криптона-89 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³, объемной активности криптона-90 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³, отношения удельной активности стронция-90 к удельной активности стронция-89 в готовом продукте стронция-89 без носителя, постоянной распада криптона-89, с^-1, постоянной распада криптона-90, с^-1;

– накапливать стронций-90 без носителя в растворителе стронция, находящемся в первом аппарате для выдержки газообразной среды;

– накапливать стронций-89 без носителя в растворителе стронция, находящемся во втором аппарате для выдержки газообразной среды;

– сливать растворитель стронция с накопленным количеством стронция-90 без носителя и растворитель стронция с накопленным количеством стронция-89 без носителя в систему кондиционирования готового продукта.

В частных случаях реализации способа предлагается:

– в качестве растворителя стронция использовать водный, по меньшей мере, 0,1 М раствор азотной кислоты;

– выдерживать газообразную среду во втором аппарате для выдержки газообразной среды в течение, по меньшей мере, одного периода полураспада криптона-89;

– стронций-90 без носителя накапливать в растворителе стронция в течение, по меньшей мере, семи суток;

– стронций-89 без носителя накапливать в растворителе стронция в течение одних суток;

– регулировать расход растворителя стронция при его совместной прокачке с газообразной средой.

Для достижения технического результата в устройстве для производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя, в состав которого входят установленные в линию циркуляции газообразной среды ядерный водно-растворный реактор с расположенной над его активной зоной компенсационной камерой, подводящий трубопровод, компрессор, первый аппарат для выдержки газообразной среды, соединительный трубопровод, второй аппарат для выдержки газообразной среды и отводящий трубопровод, предлагается:

– в состав первого и второго аппаратов для выдержки газообразной среды ввести гидравлический насос для прокачки растворителя стронция, напорный сосуд, трубопровод для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция и расширительный сосуд с компенсационной камерой в его верхней части, причем в обоих аппаратах для выдержки газообразной среды напорный сосуд соединить с компенсационной камерой расширительного сосуда трубопроводом для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция;

– компенсационную камеру ядерного водно-растворного реактора соединить с напорным сосудом первого аппарата для выдержки газообразной среды подводящим трубопроводом;

– компенсационную камеру расширительного сосуда первого аппарата для выдержки газообразной среды соединить с напорным сосудом второго аппарата для выдержки газообразной среды соединительным трубопроводом;

– компенсационную камеру расширительного сосуда второго аппарата для выдержки газообразной среды соединить с компенсационной камерой ядерного водно-растворного реактора отводящим трубопроводом.

В частных случаях осуществления устройства предлагается:

– трубопровод для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция оснастить регулирующим вентилем и расходомером;

– подводящий и соединительный трубопроводы оснастить мановакуумметром, обратным клапаном и диспергатором газообразной среды;

– соединительный трубопровод оснастить компрессором.

Сущность изобретения поясняется представленной на чертеже одной из возможных технологических схем устройства для производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя с использованием ядерного водно-растворного реактора.

На чертеже и по тексту приняты следующие обозначения:

1 – активная зона ядерного водно-растворного реактора; 2 – вакуумный насос; 3 – второй аппарат для выдержки газообразной среды; 4 – вытяжная вентиляция; 5 – гидравлический насос; 6 – диспергатор газообразной среды; 7 – запорный вентиль; 8 – компенсационная камера расширительного сосуда; 9 – компенсационная камера ядерного водно-растворного реактора; 10 – компрессор; 11 – мановакуумметр; 12 – напорный сосуд второго аппарата для выдержки газообразной среды; 13 – напорный сосуд первого аппарата для выдержки газообразной среды; 14 – обратный клапан; 15 – отводящий трубопровод; 16 – первый аппарат для выдержки газообразной среды; 17 – подводящий трубопровод; 18 – расходомер; 19 – расширительный сосуд второго аппарата для выдержки газообразной среды; 20 – расширительный сосуд первого аппарата для выдержки газообразной среды; 21 – регулирующий вентиль; 22 – сливной трубопровод для растворителя стронция со стронцием-89 без носителя; 23 – сливной трубопровод для растворителя стронция со стронцием-90 без носителя; 24 – соединительный трубопровод; 25 – сосуд для растворителя стронция; 26 – трубопровод для заполнения растворителем стронция аппарата для выдержки газообразной среды; 27 – трубопровод для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция; 28 – ядерный водно-растворный реактор.

На чертеже представлено устройство для производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя с использованием ядерного водно-растворного реактора, в состав которого входят установленные в линию циркуляции газообразной среды ядерный водно-растворный реактор 28 с расположенной над его активной зоной 1 компенсационной камерой 9, подводящий трубопровод 17, первый 16 аппарат для выдержки газообразной среды, компрессор 10, соединительный трубопровод 24, второй 3 аппарат для выдержки газообразной среды и отводящий трубопровод 15.

Компенсационная камера 9, предназначенная для компенсации температурных расширений топливного раствора, во время работы ядерного водно-растворного реактора 28 заполнена газообразной средой, в состав которой входят газообразные продукты деления ядерного топлива и летучие соединения радионуклидов. Компрессор 10 предназначен для прокачки газообразной среды через оборудование, установленное в линию ее циркуляции.

Газообразную среду в первом 16 и втором 3 аппаратах для выдержки газообразной среды прокачивают вместе с находящимся в них растворителем стронция. В процессе прокачки выдерживают газообразную среду до ее поступления во второй 3 аппарат для выдержки газообразной среды в течение времени t, определяемого по формуле

где t – время выдержки газообразной среды до ее поступления во второй аппарат для выдержки газообразной среды, с;

– объемная активность криптона-89 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³;

– объемная активность криптона-90 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³;

– отношение удельной активности стронция-90 к удельной активности стронция-89 в готовом продукте стронция-89 без носителя;

– постоянная распада криптона-89, с^-1;

– постоянная распада криптона-90, с^-1,

накапливают стронций-90 без носителя в растворителе стронция, находящемся в первом 16 аппарате для выдержки газообразной среды, накапливают стронций-89 без носителя в растворителе стронция, находящемся во втором 3 аппарате для выдержки газообразной среды.

Отношением задают содержание в стронции-89 примеси стронция-90.

В качестве растворителя стронция можно использовать водный, по меньшей мере, 0,1 М раствор азотной кислоты.

Второй 3 аппарат для выдержки газообразной среды предназначен для ее выдержки в течение, по меньшей мере, одного периода полураспада криптона-89.

Стронций-90 без носителя можно накапливать в растворителе стронция в течение, по меньшей мере, семи суток, а стронций-89 без носителя – в течение одних суток. Активность стронция-90, накопленного в растворителе стронция за семь суток, может быть достаточной для его поставок потребителям. Предпочтительным временем накопления стронция-89 представляются одни сутки.

В состав первого 16 аппарата для выдержки газообразной среды входят гидравлический насос 5 для прокачки растворителя стронция, напорный сосуд 13, трубопровод 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция и расширительный сосуд 20 с компенсационной камерой 8 в его верхней части, причем напорный сосуд 13 соединен с компенсационной камерой 8 расширительного сосуда 20 трубопроводом 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция.

В состав второго 3 аппарата для выдержки газообразной среды входят гидравлический насос 5 для прокачки растворителя стронция, напорный сосуд 12, трубопровод 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция и расширительный сосуд 19 с компенсационной камерой 8 в его верхней части. Причем напорный сосуд 12 соединен с компенсационной камерой 8 расширительного сосуда 19 трубопроводом 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция.

Компенсационная камера 9 ядерного водно-растворного реактора 28 соединена с напорным сосудом 13 подводящим трубопроводом 17, компенсационная камера 8 расширительного сосуда 20 соединена с напорным сосудом 12 второго 3 аппарата для выдержки газообразной среды соединительным трубопроводом 24, компенсационная камера 8 расширительного сосуда 19 соединена с компенсационной камерой 9 ядерного водно-растворного реактора 28 отводящим трубопроводом 15.

Сосуд 25 для растворителя стронция и трубопровод 26 с запорным вентилем 7 предназначены для заполнения растворителем стронция первого 16 и второго 3 аппаратов для выдержки газообразной среды.

Сливной трубопровод 23 с запорным вентилем 7 предназначен для слива растворителя стронция с накопленным в нем стронцием-90 без носителя в систему кондиционирования готового продукта.

Сливной трубопровод 22 с запорным вентилем 7 предназначен для слива растворителя стронция с накопленным в нем стронцием-89 без носителя в систему кондиционирования готового продукта.

Для измерения давления на напоре гидравлического насоса 5 установлен мановакуумметр 11.

Отводящий трубопровод 15 соединен посредством запорного вентиля 7 с входом в вакуумный насос 2. Выход вакуумного насоса 2 соединен с вытяжной вентиляцией 4. Вакуумный насос 2 предназначен для создания разрежения в компенсационной камере 9 ядерного водно-растворного реактора 28.

В частных случаях осуществления устройства для производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя с использование ядерного водно-растворного реактора:

1. Трубопровод 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция оснащен регулирующим вентилем 21 и расходомером 18. Регулирующий вентиль 21 и расходомер 18 предназначены для измерения и регулировки расхода растворителя стронция.

2. Подводящий 17 и соединительный 24 трубопроводы оснащены мановакуумметром 11, обратным клапаном 14 и диспергатором 6 газообразной среды. Мановакуумметр 11, установленный перед обратным клапаном 14, предназначен для измерения давления газообразной среды на входе ее в растворитель стронция, находящийся в напорных сосудах 12 и 13. Обратный клапан 14 предназначен для исключения возможности попадания за него в подводящий 17 и соединительный 24 трубопроводы растворителя стронция из напорных сосудов 13 и 12. Диспергатор 6 газообразной среды предназначен для того, чтобы газообразная среда поступала в растворитель стронция в виде мелких пузырьков. Чем мельче пузырьки газообразной среды, тем больше площадь контакта газообразной среды с растворителем стронция и растворимость ее компонентов.

3. Соединительный трубопровод 24 оснащен компрессором 10.

Данное устройство применяют для производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя, заключающегося в том, что газообразную среду, образующуюся в активной зоне 1 работающего ядерного водно-растворного реактора 28 и выходящую в его компенсационную камеру 9, компонентами которой являются газообразные продукты деления ядерного топлива и летучие соединения радионуклидов, прокачивают через первый 16 и второй 3 аппараты для выдержки газообразной среды.

Газообразную среду в первом 16 и втором 3 аппаратах для выдержки газообразной среды прокачивают вместе с находящимся в них растворителем стронция, в процессе прокачки выдерживают газообразную среду до ее поступления во второй 3 аппарат для выдержки газообразной среды в течение времени t, определяемого по формуле (1). Накапливают стронций-90 без носителя в растворителе стронция, находящемся в первом 16 аппарате для выдержки газообразной среды, накапливают стронций-89 без носителя в растворителе стронция, находящемся во втором 3 аппарате для выдержки газообразной среды, сливают растворитель стронция с накопленным количеством стронция-90 без носителя и растворитель стронция с накопленным количеством стронция-89 без носителя в систему кондиционирования готового продукта.

В частных случаях реализации способа производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя с использованием ядерного водно-растворного реактора:

1. В качестве растворителя стронция используют водный, по меньшей мере, 0,1 М раствор азотной кислоты.

2. Выдерживают газообразную среду во втором 3 аппарате для выдержки газообразной среды в течение, по меньшей мере, одного периода полураспада криптона-89.

3. Стронций-90 без носителя накапливают в растворителе стронция в течение, по меньшей мере, семи суток.

4. Стронций-89 без носителя накапливают в растворителе стронция в течение одних суток.

Пример конкретного выполнения устройства для производства стронция-90 без носителя.

1. Мощность ядерного водно-растворного реактора 28 равна 50 кВт.

2. Топливный раствор – водный раствор уранилсульфата.

3. Обогащение топлива ураном-235 – 90%.

4. Объем активной зоны 1 ядерного водно-растворного реактора 28 равен 22 л.

5. Температура топливного раствора 80°С.

6. Активность стронция-90 без носителя, накопленного в растворителе стронция за семь суток, будет равна примерно 3,7×10⁸ Бк (0,01 Ки).

7. Активность стронция-89 без носителя, накопленного в растворителе стронция за одни сутки, будет равна примерно 3,7×10¹⁰ Бк (1 Ки).

8. Количество растворителя стронция в первом 16 и втором 3 аппаратах для выдержки газообразной среды и другие характеристики линий циркуляции газообразной среды и растворителя стронция определяют расчетом и экспериментально.

Пример конкретного применения способа производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя с использованием ядерного водно-растворного реактора.

Заполняют активную зону 1 ядерного водно-растворного реактора 28 топливным раствором. Включают в работу вакуумный насос 2, открывают на входе в него запорный вентиль 7 и откачивают в вытяжную вентиляцию 4 компенсационную камеру 9 и оборудование линии циркуляции газообразной среды до разрежения 30 мм вод. ст. по мановакуумметрам 11. Заполняют 0,1 М раствором азотной кислоты первый 16 и второй 3 аппараты для выдержки газообразной среды из сосуда 25 для растворителя стронция через трубопровод 26 с запорным вентилем 7. Выводят ядерный водно-растворный реактор 28 на определенный уровень мощности. Газообразные продукты деления ядерного топлива и летучие соединения радионуклидов, образующиеся во время работы ядерного водно-растворного реактора 28 в активной зоне 1, выходят из топливного раствора и заполняют компенсационную камеру 9. Включают в работу компрессор 10 и по подводящему трубопроводу 17 откачивают газообразную среду из компенсационной камеры 9.

Включают гидравлический насос 5 первого 16 аппарата для выдержки газообразной среды и прокачивают растворитель стронция через напорный сосуд 13, трубопровод 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция и расширительный сосуд 20. Регулируют обратный клапан 14 на давление срабатывания, большее давления на напоре компрессора 10 по показаниям мановакуумметров 11.

При равенстве давления газообразной среды в подводящем трубопроводе 17 на напоре компрессора 10 давлению растворителя стронция на напоре гидравлического насоса 5 по мановакуумметрам 11 газообразная среда поступает через диспергатор 6 в напорный сосуд 13 и смешивается с находящимся в нем растворителем стронция. Далее растворитель стронция, содержащий диспергированную газообразную среду, поступает по трубопроводу 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция в компенсационную камеру 8 расширительного сосуда 20. В компенсационной камере 8 не распавшиеся и не растворившиеся компоненты газообразной среды выходят из растворителя стронция и поступают далее в соединительный трубопровод 24.

Включают гидравлический насос 5 второго 3 аппарата для выдержки газообразной среды и прокачивают растворитель стронция через напорный сосуд 12, трубопровод 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция и расширительный сосуд 19. Регулируют обратный клапан 14 на давление срабатывания, большее давления на напоре компрессора 10 по показаниям мановакуумметров 11.

При равенстве давления газообразной среды в соединительном трубопроводе 24 давлению растворителя стронция на напоре гидравлического насоса 5 по мановакуумметрам 11 газообразная среда поступает через диспергатор 6 в напорный сосуд 12 и смешивается с находящимся в нем растворителем стронция. Далее растворитель стронция, содержащий диспергированную газообразную среду, поступает по трубопроводу 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция в компенсационную камеру 8 расширительного сосуда 19. В компенсационной камере 8 не распавшиеся и не растворившиеся компоненты газообразной среды выходят из растворителя стронция и поступают далее по отводящему трубопроводу 15 в компенсационную камеру 9 ядерного водно-растворного реактора 28.

Скорость движения газообразной среды в трубопроводах 27 для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция замедляется до скорости движения растворителя.

В процессе прокачки выдерживают газообразную среду до ее поступления во второй 3 аппарат для выдержки газообразной среды в течение времени t, определяемого по формуле (1), накапливают стронций-90 без носителя в растворителе стронция, находящемся в первом 16 аппарате для выдержки газообразной среды, и стронций-89 без носителя в растворителе стронция, находящемся во втором 3 аппарате для выдержки газообразной среды.

Время t выдержки газообразной среды достигается производительностью компрессора 10, конструкцией первого 16 и второго 3 аппаратов для выдержки газообразной среды, производительностью гидравлических насосов 5, длиной и конструкцией подводящего 17, соединительного 24 и отводящего 15 трубопроводов.

Расход растворителя стронция при его совместной прокачке с газообразной средой может быть отрегулирован регулирующим вентилем 21 по показаниям расходомера 18.

Выдерживают газообразную среду во втором 3 аппарате для выдержки газообразной среды в течение, по меньшей мере, одного периода полураспада криптона-89.

Получаемые растворы представляют собой готовый продукт стронция-90 без носителя и готовый продукт стронция-89 без носителя.

Время накопления стронция-90 без носителя может быть выбрано равным семи суткам. После накопления стронция-90 без носителя открывают запорный вентиль 7 на сливном трубопроводе 23 и сливают готовый продукт стронция-90 без носителя в систему его кондиционирования. Снова заполняют первый 16 аппарат для выдержки газообразной среды растворителем стронция и снова накапливают в нем стронций-90 без носителя.

Накапливать стронций-89 без носителя можно будет в течение одних суток. После накопления стронция-89 без носителя открывают запорный вентиль 7 на сливном трубопроводе 22 и сливают готовый продукт стронция-89 без носителя в систему его кондиционирования. Снова заполняют второй 3 аппарат для выдержки газообразной среды растворителем стронция и снова накапливают в нем стронций-89 без носителя.

Достигнут технический результат изобретения:

– получены готовые продукты в виде раствора стронция-90 без носителя и раствора стронция-89 без носителя.

Формула изобретения

1. Способ производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя с использованием ядерного водно-растворного реактора, заключающийся в том, что газообразную среду, образующуюся в активной зоне работающего ядерного водно-растворного реактора и выходящую в его компенсационную камеру, компонентами которой являются газообразные продукты деления ядерного топлива и летучие соединения радионуклидов, прокачивают через первый и второй аппараты для выдержки газообразной среды, отличающийся тем, что газообразную среду в первом и втором аппаратах для выдержки газообразной среды прокачивают вместе с находящимся в них растворителем стронция, в процессе прокачки выдерживают газообразную среду до ее поступления во второй аппарат для выдержки газообразной среды в течение времени t, определяемого по формуле

где t – время выдержки газообразной среды до ее поступления во второй аппарат для выдержки газообразной среды, с;

– объемная активность криптона-89 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³;

– объемная активность криптона-90 перед первым аппаратом для выдержки газообразной среды, Бк/м³;

– отношение удельной активности стронция-90 к удельной активности стронция-89 в готовом продукте стронция-89 без носителя;

– постоянная распада криптона-89, с^-1;

– постоянная распада криптона-90, с^-1,

накапливают стронций-90 без носителя в растворителе стронция, находящемся в первом аппарате для выдержки газообразной среды, накапливают стронций-89 без носителя в растворителе стронция, находящемся во втором аппарате для выдержки газообразной среды, сливают растворитель стронция с накопленным количеством стронция-90 без носителя и растворитель стронция с накопленным количеством стронция-89 без носителя в систему кондиционирования готового продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя стронция используют водный, по меньшей мере, 0,1 М раствор азотной кислоты.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выдерживают газообразную среду во втором аппарате для выдержки газообразной среды в течение, по меньшей мере, одного периода полураспада криптона-89.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что стронций-90 без носителя накапливают в растворителе стронция в течение, по меньшей мере, семи суток.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что стронций-89 без носителя накапливают в растворителе стронция в течение одних суток.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что регулируют расход растворителя стронция при его совместной прокачке с газообразной средой.

7. Устройство для производства стронция-90 без носителя и стронция-89 без носителя, в состав которого входят установленные в линию циркуляции газообразной среды ядерный водно-растворный реактор с расположенной над его активной зоной компенсационной камерой, подводящий трубопровод, компрессор, первый аппарат для выдержки газообразной среды, соединительный трубопровод, второй аппарат для выдержки газообразной среды и отводящий трубопровод, отличающееся тем, что в состав первого и второго аппаратов для выдержки газообразной среды входят гидравлический насос для прокачки растворителя стронция, напорный сосуд, трубопровод для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция и расширительный сосуд с компенсационной камерой в его верхней части, причем в обоих аппаратах для выдержки газообразной среды напорный сосуд соединен с компенсационной камерой расширительного сосуда трубопроводом для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция, компенсационная камера ядерного водно-растворного реактора соединена с напорным сосудом первого аппарата для выдержки газообразной среды подводящим трубопроводом, компенсационная камера расширительного сосуда первого аппарата для выдержки газообразной среды соединена с напорным сосудом второго аппарата для выдержки газообразной среды соединительным трубопроводом, компенсационная камера расширительного сосуда второго аппарата для выдержки газообразной среды соединена с компенсационной камерой ядерного водно-растворного реактора отводящим трубопроводом.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что трубопровод для совместной прокачки газообразной среды и растворителя стронция оснащен регулирующим вентилем и расходомером.

9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что подводящий и соединительный трубопроводы оснащены мановакуумметром, обратным клапаном и диспергатором газообразной среды.

10. Устройство по п.7, отличающееся тем, что соединительный трубопровод оснащен компрессором.

РИСУНКИ