[發明專利]放射性核素生成系統和用于產生放射性核素的方法

有效

• 申請號: 201580079590.4
• 申請日: 2015-04-30
• 公開（公告）號: CN109874296B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 托馬斯·法比安·里希特;亞歷山大·西科拉;洛泰爾·維斯圖巴
• 申請（專利權）人: 法瑪通有限公司
• 主分類號: G21G1/02
• 分類號: G21G1/02
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 陳桂香;曹正建

一種從核反應堆中的照射靶產生放射性核素的方法，其使用商業核反應堆的至少一個儀表管道系統(12)。照射靶(16)和虛擬靶(18)被插入儀表指狀物(14)中，并且所述照射靶(16)通過暴露于核反應堆芯體(10)內的中子束而被激活從而形成所需的放射性核素。所述虛擬靶(18)將所述照射靶(16)保持在所述反應堆芯體內的預定軸向位置處，該位置對應于預先計算出來的足以將所述照射靶(16)轉變為所述放射性核素的中子束密度。將所述虛擬靶(18)和已激活的所述照射靶(16)分離的步驟包括：將所述虛擬靶(18)和/或已激活的所述照射靶(16)暴露于磁場中，以使所述虛擬靶(18)和已激活的所述照射靶(16)中的一者保留在所述儀表管道系統(12)中，且使所述虛擬靶(18)和已激活的所述照射靶(16)中的另一者從所述儀表管道系統(12)中釋放。本發明還提供了適用于上述方法的裝置。

技術領域

本發明涉及放射性核素生成系統和用于從商業核反應堆芯體中的照射靶產生放射性核素的方法。

背景技術

放射性核素被用在各種科技領域中，也被用于醫療用途。通常，放射性核素是在研究用反應堆或回旋加速器(cyclotron)中被產生的。但是，由于放射性核素的商業生產用的設施數量已經是有限的，而且預計還會減少，因此人們期望提供替代的生產地點。

專利文獻EP?1?667?166?A2涉及一種在輕水動力反應堆(light?waterpowerreactor)中產生同位素的方法，其中，反應堆內的一個或多個靶可以在中子束下被照射以產生一個或多個同位素。這些靶可以被組裝到一個或多個燃料棒束內的燃料棒的管部中，所述一個或多個燃料棒束將會在給定的停用時間下被裝載到反應堆芯體中。反應堆中的動力操作對燃料棒束進行照射從而產生所期望的同位素，例如一個或多個具有所期望比活度(specific?activity)的放射性同位素或具有所期望濃度的穩定同位素。

特別地通過將實心球形探測器引入到穿過商業核反應堆芯體的儀表管道(instrumentation?tube)中，來測量該商業核反應堆芯體的中子束密度。因此，曾經有人建議商業核反應堆的儀表管道應該被用于生產放射性核素。

例如，專利文獻EP?2?093?773?A2中提出如下建議：傳統地被用來容納中子檢測器的現有儀表管道可被用來在商業核反應堆的正常運行期間內產生放射性核素。具體地，球形照射靶按線性順序而被推入儀表管道中和從這些儀表管道中被移除。基于反應堆芯體的軸向中子束分布輪廓，來確定各靶在反應堆芯體中的最佳位置和暴露時間。傳動齒輪系統被用來使照射靶在儀表管道內移動和將照射靶保持在儀表管道內。

專利文獻US?2013/0315361?A1也涉及用于在運行的商業核反應堆的多個儀表管道中產生放射性同位素的裝置和方法。照射靶被插入多個儀表管道中和從所述多個儀表管道中被移除，并且這些照射靶在核反應堆的運行期間內被轉變為放射性同位素。提供了對照射靶的定位過程，以將其他照射靶適當地定位在核反應堆芯體內的期望位置處或核反應堆芯體附近的期望位置處。定位靶可以由廉價的惰性材料制成或由磁性材料制成，并且可以借助于磁性鎖(magnetic?latch)而被保持在儀表管道中。在照射后，各靶從儀表管道中被傳送到收集桶中，并且定位靶可以利用它們的標記或物理特性而從收集桶中被分選出來。

專利文獻WO?2014/107218?A2公開了一種保持組件，其包括例如叉子等制約結構，以便選擇性地阻擋照射靶通過通道和在儀表管道中進/出的運動。采用定位靶來支撐照射靶。定位靶可以是鐵磁性的。基于諸如定位靶等磁性部件的存在，定位檢測器被用來操作制約叉子。

專利文獻CA?2?792?593?A2描述了用于在運行的商業核反應堆的儀表管道中產生放射性同位素的裝置和方法。在運行期間內，照射靶被插入到儀表管道中和從儀表管道中被移除，并且被轉變為放射性同位素。照射靶還可包括位于所有其他靶之間的已知位置處的跟蹤靶，該跟蹤靶由與所有其他靶不同的材料制造而成，并且該跟蹤靶允許對照射靶進行跟蹤或定位。例如，第一個和最后一個照射靶可由能夠被磁傳感器跟蹤的鐵磁材料制成，或者可以由會轉變成能夠被輻射傳感器檢測到的另一不同同位素產物的材料制成。