Патент на изобретение №2235378
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ЗАКРЫТЫЙ ИСТОЧНИК АЛЬФА-ИЗЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано для изготовления радионуклидных источников. Сущность изобретения: закрытый источник альфа-излучения содержит корпус с выходным окном, выполненный из титана, и активную часть. На поверхности загерметизированной в корпусе аргонодуговой или лазерной сваркой активной части имеется покрытие, полученное путем нанесения на нее спиртового раствора оксида кремния, сушки и отжига при температуре 450-500  С. Преимущество изобретения заключается в снижении скорости распыления поверхности источника. 1 ил.
Изобретение относится к атомной технике и может быть использовано для изготовления экологически безопасных радионуклидных источников монохроматического излучения высокой интенсивности. Такие источники могут найти применение в рентгеноспектральном анализе.
Известен источник альфа-излучения, состоящий из капсулы из нержавеющей стали с выходным окном толщиной 6 мкм из нержавеющей стали и активной части. [В.П. Сытин, Ф.П. Теплов, Г.А. Череватенко. Радиоактивные источники ионизирующих излучений. – М.: Энергоатомиздат, 1984, с.25]. Активную часть источников изготавливают осаждением радионуклидов 241Am, 238Pu, 210Ро электрохимическим путем на диск из золота, платины или нержавеющей стали. Герметичное соединение выходного окна с капсулой осуществляется аргонодуговой сваркой.
В качестве защитного слоя применяется также никелевая фольга толщиной 2,5 мкм, в частности, в источниках с 241Аm активностью не выше 37 МБк.
Это решение имеет ряд недостатков:
– активность источников и энергия альфа-частиц используемых нуклидов достаточно мала, что ограничивает применение источников, например, для метода обратного альфа-рассеяния;
– прочность сцепления “активного” слоя, нанесенного электрохимически на подложку, невелика, что ограничивает использование источников при механических и термических нагрузках.
– никелевая фольга обладает недостаточной химической устойчивостью к продуктам радиолиза компонентов воздуха.
Вышеуказанные недостатки устраняют тем, что в закрытом источнике альфа-излучения, состоящем из корпуса с выходным окном и активной части, корпус выполнен из титана с выходным окном из титановой фольги  =3 мкм, а активную часть получают путем испарения в вакууме радионуклида, восстановленного из оксида, с последующей конденсацией на подложку при нагревании, а затем дополнительно наносят на поверхность активной части защитное покрытие из оксида кремния. Для получения защитного покрытия на активную часть источника альфа-излучения наносят аликвоту эмульсионного спиртового раствора, содержащего оксид кремния, сушат и отжигают при температуре 450-500С. Полученный источник с защитным покрытием из оксида кремния толщиной 0,1-0,2 мкм помещают в корпус из титана, закрывают пробкой и проводят герметизацию аргонодуговой сваркой.
Технический результат: нанесение защитного покрытия из оксида кремния снижает скорость распыления поверхности источника по сравнению с открытой поверхностью. Герметизация источника в корпусе с выходным окном из титановой фольги толщиной 3 мкм позволяет изготовить закрытый источник альфа-излучения активностью до 0,3 ГБк при диаметре активной части 6 мм, с максимальной энергией альфа-частиц 5,0-5,2 МэВ (для нуклида кюрий-244) и собственной полушириной альфа-линии менее 250 кэВ.
Дополнительная защита от распыления активной части источника достигается нанесением на ее поверхность слоя SiO2 толщиной 0,1-0,2 мкм из спиртового раствора оксида кремния. Конструкция источника представлена на чертеже.
Титан обладает большей химической устойчивостью к воздействию продуктами радиолиза воздуха (например, HNO3).
Герметизация источников осуществляется с помощью аргонодуговой или лазерной сварки.
Металлотермическим восстановлением оксида радионуклида (кюрий-244) в высоком вакууме с последующим испарением паров его металла и конденсацией на подложку из кремния получали активную часть источника альфе-излучении активностью 0,24 ГБк с максимальной энергией альфа-частиц 5,76 МэВ и собственной полушириной альфа-линии 170 кэВ.
На активную часть источника наносили аликвоту эмульсионного спиртового раствора, содержащего оксид кремния, сушили и отжигали при температуре 450-500С. Толщина защитного покрытия составляла 0,1-0,2 мкм.
Активную часть источника загружали в корпус из титана с предварительно приваренной титановой фольгой, устанавливали пробку и герметизировали аргонодуговой сваркой.
Спектрометрическое измерение закрытого источника показало, что максимальная энергия альфа-частиц составила 5,04 МэВ, активность – 0,24 ГБк, собственная полуширина альфа-линии – 179 кэВ.
Изготовленный источник испытывали на герметичность иммерсионным методом и на поверхностную загрязненность по ИСО 9978:1992(Е), провели ресурсные испытания (выдержка на воздухе в течение 2 лет). В результате испытаний установлено, что источник герметичен, поверхностная загрязненность не превышает фоновых значений Спектрометрическое измерение источника после выдержки на воздухе показало, что максимальная энергия альфа-частиц составила 5,0 МэВ, активность – 0,22 ГБк, собственная полуширина альфа-линии – 196 кэВ.
Формула изобретения Закрытый источник альфа-излучения, содержащий корпус с выходным окном и активную часть, отличающийся тем, что корпус источника выполнен из титана, а на поверхности загерметизированной в корпусе аргонодуговой или лазерной сваркой активной части имеется покрытие, полученное путем нанесения на ее поверхность спиртового раствора оксида кремния, сушки и отжига при температуре 450-500 С.
РИСУНКИ
Изменения:
Номер и год публикации бюллетеня: 24-2004
Извещение опубликовано: 10.01.2010 БИ: 01/2010
|
||||||||||||||||||||||||||
Научно-исследовательский институт атомных реакторов»