[發(fā)明專利]一種含鎵放射性溶液的分離裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310215354.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103301652A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 凡金龍;盧嘉春;師全林;劉志超;張麗莉;余功碩;李雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號: B01D15/08
• 分類號: B01D15/08;G21F9/06
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于活化產(chǎn)物放化分離技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種裂變產(chǎn)物中活化產(chǎn)物鎵（Ga）的快速分離方法。

背景技術(shù)

活化產(chǎn)物分析是核燃料裂變過程中中子能譜分析的常用方法之一。通過分析活化產(chǎn)物的含量和種類可以間接測定核裂變過程的中子通量和中子能量。鈾钚等可裂變材料是最常用的核燃料，在钚材料中為了增加其可加工性，通常需要添加金屬鎵（Ga），其含量在1％左右。鎵存在兩種天然同位素Ga-69（豐度60.11%）和Ga-71（豐度39.89%），在核燃料裂變過程中，鎵可以產(chǎn)生的活化反應(yīng)主要有（n,γ）和（n,2n）反應(yīng)。其相應(yīng)的活化產(chǎn)物為：Ga-67（半衰期3.2612天），Ga-68（半衰期67.63分鐘），Ga-70（半衰期21.14分鐘小時）和Ga-72（半衰期14.1小時）等。因鎵與钚材料形成具有均勻的混合體，是钚材料裂變過程中中子能量監(jiān)測的最有利介質(zhì)，可應(yīng)用于钚材料裂變過程中高能中子的分析測定。

在钚材料的裂變過程中，將產(chǎn)生大量的裂變產(chǎn)物，其中Nd-147、Ba-140、La-140、Te-132、I-132、I-131、Zr-95、Nb-95、Ce-141、Ce-143、Ce-144、Mo-99、Tc-99m、Ru-103和Rh-105等是產(chǎn)額較大的裂片核素，是鎵活化產(chǎn)物分析的主要影響因素。這些裂片核素與少量的鎵活化產(chǎn)物共存，且活度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鎵活化產(chǎn)物。采用高純鍺（HPGe）γ能譜法無法直接測量鎵活化產(chǎn)物的活度。建立裂變產(chǎn)物中鎵活化產(chǎn)物的快速分離方法，消除裂變產(chǎn)物的干擾，成為鎵活化產(chǎn)物分析的關(guān)鍵。文獻(xiàn)（M.Douglas等.Separation?and?quantification?of?chemically?diverse?analytes?in?neutron?irradiated?fissile?materials.J?Radioanal?Nucl?Chem?(2009)282:63-68.）曾報道了使用TRU樹脂，陽離交換樹脂，離子色譜草酸梯度淋洗從裂變產(chǎn)物中分離Ga-72的方法，該分離方法使用了多級淋洗劑濃度的轉(zhuǎn)換和梯度淋洗，分離流程冗長。在鎵產(chǎn)品溶液中仍然存在4-10％的105Rh以及不大于2％的裂變產(chǎn)物干擾，該分離方法不能滿足鎵活化產(chǎn)物作為中子能譜分析的技術(shù)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種含鎵放射性溶液的分離裝置。采用該分離裝置，在富含裂變產(chǎn)物的放射性溶液中活化產(chǎn)物鎵可以自動得到放化分析純度的γ放射性測量源，并具有分離步驟簡單特點(diǎn)，并大大提高鎵的回收率以及裂變產(chǎn)物的去污因子。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種含鎵放射性溶液的分離裝置，其特征在于，包括儲液槽單元、色層分離單元、廢液收集器、產(chǎn)品收集器、聯(lián)接管路、閥門和輸送泵，所述的儲液槽單元包括含鎵放射性溶液儲液槽、一級淋洗液儲液槽、二級淋洗液儲液槽和解吸液儲液槽；

上述一種含鎵放射性溶液的分離裝置，色層分離單元包括第一級色層吸附柱、第二級色層吸附柱和第三級色層吸附柱，其中第一級級色層柱為磷酸二2-乙基己基酯（P₂₀₄）色層柱和Al₂O₃色層柱級聯(lián)組成的吸附柱組，或者為P₂₀₄色層粉、Al₂O₃色層粉裝填在同一只吸附柱的復(fù)合吸附柱；所述的第二級色層吸附柱為磷酸三丁基酯（TBP）色層吸附柱；所述的第三級色層吸附柱為活性炭粉與Al₂O₃色層粉裝填在同一只吸附柱的復(fù)合吸附柱；

其中含鎵放射性溶液儲液槽和一級淋洗液儲液槽通過閥門和輸送泵與所述第一級色層吸附柱的進(jìn)口端管路聯(lián)接；第二級淋洗液儲液槽和解吸液儲液槽通過閥門和輸送泵與所述第二級色層吸附柱的進(jìn)口端管路聯(lián)接；第一級色層吸附柱的出口端通過閥門與所述第二級色層吸附柱的進(jìn)口端管路聯(lián)接；第二級色層吸附柱的出口端通過閥門分別與廢液收集器和所述第三級色層吸附柱進(jìn)口端管路聯(lián)接；第三級色層吸附柱的出口端與產(chǎn)品收集器管路聯(lián)接。

上述一種含鎵放射性溶液的分離裝置中，閥門為電磁閥，輸送泵為蠕動泵。

上述一種含鎵放射性溶液的分離裝置中，含鎵放射性溶液為含鎵放射性樣品溶解于酸形成的水性放射性溶液。

上述一種含鎵放射性溶液的分離裝置中，酸為硝酸、鹽酸、高氯酸或上述酸的組合。

上述一種含鎵放射性溶液的分離裝置中，酸的濃度為1.0至4.0mol/L。