[發明專利]用于產生放射性同位素的輻照靶、其制備方法以及該輻照靶的用途

有效

• 申請號: 201680007796.0
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN107210077B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 比阿特里斯·舒斯特
• 申請（專利權）人: 法瑪通有限公司
• 主分類號: G21G1/02
• 分類號: G21G1/02;H05H6/00
• 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: 楊國強;張淑珍

本發明提供一種經燒結的稀土金屬氧化物靶，所述靶用于在核動力反應堆的儀表管中產生放射性同位素，其中，所述經燒結的靶具有理論密度至少90％的密度，并且其中，所述經燒結的靶以500μg/g至2000μg/g的量含有鉻，并以1000μg/g至6000μg/g的量含有Mg和/或Ca。通過提供稀土金屬氧化物粉末，將該稀土金屬氧化物粉末與鉻氧化物共混，干法造粒并將粉末固結在模具中以形成球形生坯，以及對處于固相的生坯進行燒結以形成球形氧化鐿靶，來制備經燒結的靶。

技術領域

本發明涉及用于在商業核動力反應堆的儀表管中產生放射性同位素的輻照靶以及制備該輻照靶的方法。

背景技術

放射性同位素可以應用于不同領域，比如工業、研究、農業和醫藥。通常通過將合適的靶材料在研究型核反應堆或回旋加速器中的中子通量中暴露適當的時間，來產生人造放射性同位素。研究型核反應堆的輻照座(irradiation site)昂貴，并且由于研究型反應堆因壽命原因而停堆，輻照座在今后將會變得更加稀缺。

EP 2 093 773 A2涉及使用商業核動力反應堆的儀表管產生放射性同位素的方法和系統，該方法包括：選擇至少一種具有已知中子截面的輻照靶；將輻照靶插入到核反應堆的儀表管中，該儀表管延伸到反應堆中以便在運行時輻照靶暴露于在核反應堆中遇到的中子通量，當輻照靶暴露于在核反應堆中遇到的中子通量時，輻照靶充分轉化為放射性同位素。

EP 2 093 773 A2公開的生成放射性同位素的系統包含另外的子系統，例如輻照靶驅動子系統、輻照靶儲存和插入/移除子系統，這些系統需要與已建成的商業核動力反應堆的剩余可用空間相匹配。輻照靶驅動子系統為機械性，包括用于將輻照靶定位于儀表管軸向位置一段時間的驅動齒輪，該時間相當于基于運行核反應堆的軸向中子通量曲線，以軸向位置對應的通量水平將全部的輻照靶充分地轉化為放射性同位素所需的時間量；以及從儀表管中移除輻照靶和所產生的放射性同位素。大致呈球形的輻照靶一般可以是中空的，并且包括轉化成有用的氣體、液體和/或固體放射性同位素的液體、氣體和/或固體材料。靶材料周圍的殼體可具有在暴露于中子通量時可忽略的物理變化。或者，輻照靶一般可以是固體的，并且由暴露于運行的商業核反應堆中存在的中子通量時轉化為有用的放射性同位素的材料制成。

EP 2 093 773 A2中公開的生成放射性同位素的方法和系統可通過使用商業核動力反應堆的儀表管來激活輻照靶，提供放射性同位素的補充來源。然而，由于需要另外的主要為機械性的子系統，該子系統需要被安裝入現有的商業核動力反應堆，且球形輻照靶的生產成本在經濟上是難以承受的，該方法和系統經濟上并未優化且技術上難以實施。

EP1 336 596 B1公開了由通式R₂O₃表示的透明的經燒結的稀土金屬氧化物體，其中R是包括Y、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu的組中的至少一種元素。通過提供粘合劑和高純度稀土金屬氧化物材料粉末(具有99.9％以上的純度，以金屬重量計Al的含量為5wtppm-100wtppm，以金屬重量計Si的含量為10wt-ppm以下)的混合物來制備燒結體，從而制備模制體，該模制體具有理論密度58％以上的生坯密度。通過熱處理來去除粘合劑，并且將模制體在氫氣或非活性氣體氣氛中或在真空中、在1450℃至1700℃的溫度下燒結0.5小時以上。添加Al作為燒結助劑，并且通過小心地控制使得燒結體具有2μm至20μm的平均粒度。

US 8 679 998 B2公開了一種用于半導體制造裝置的耐腐蝕構件。將純度至少為99.9％的Yb₂O₃原料在200kgf/cm²(19.6MPa)的壓強下進行單軸壓力成型，以得到直徑約為35mm、厚度約為10mm的圓盤狀壓坯。將該壓坯放入用于焙燒的石墨模具中。使用熱壓法在1800℃的溫度、氬氣氣氛下焙燒至少4小時，得到用于半導體制造裝置的耐腐蝕構件。焙燒時的壓強為200kgf/cm²(19.6MPa)。所得Yb₂O₃燒結體具有0.2％的開孔孔隙度。