[發明專利]磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置

在審

• 申請號: 201710284561.2
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107190293A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 張鵬;林敏;徐利軍;張衛東;陳義珍;羅瑞;夏文
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C25D7/00
• 分類號: C25D7/00;C25D17/00;C25D17/10
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技術領域

本發明屬于放射源制備技術領域，具體涉及一種磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置。

背景技術

α能譜法在錒系元素的定性和定量分析中起著重要的作用。目前，α能譜法已經廣泛應用于各領域的放射性測量中，比如核保障分析、核安全、核裂變、核數據和環境檢測等領域。在對α放射源進行α能譜測量時，測量的準確度主要依賴于所制備的α放射源的質量，高質量的固體放射源通常是放射性物質形成一種均勻一致的薄層。目前制備放射源的各種技術中電沉積法常用來制備極薄的固體放射源，這種制源方法的優勢是，沉積率高、成本便宜。然而，在一些含有多種放射性核素的放射性物質中，這些放射性核素的能譜是疊加的，用傳統電沉積方法制備的放射源在α能譜測量中能量分辨率不高，所以亟待建立一種能夠明顯的提高所制源的能量分辨率的新的制源方法和制源裝置。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中存在的不足，提供一種磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，以提高所制備α放射源的能量分辨率。

本發明的技術方案如下：一種磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，包括二維定位支架和設置在二維定位支架上的永磁體調控臺面，所述的永磁體調控臺面中部設有盛裝沉積液的沉積槽，在沉積槽的兩側設有用于固定永磁體的磁鐵固定板和用于調節永磁體位置的位移傳動裝置；在所述二維定位支架的上部設有與電源正極相連的電極，電極的下端安裝陽極絲，陽極絲從沉積槽的頂部伸入到沉積液中；在沉積槽底部設有緊密接觸的陰極沉積源片和陰極導出墊片，在所述陰極導出墊片底部連接陰極導出線，所述陰極導出線連接電源負極。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述的用于調節永磁體位置的位移傳動裝置包括軸承座、絲杠和滑塊，絲杠設置在軸承座上，滑塊與絲杠螺紋連接，磁鐵固定板固定在滑塊上。

更進一步，位于沉積槽兩側的位移傳動裝置對稱設置。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述的二維定位支架包括底板和垂直固定架，永磁體調控臺面安裝在所述底板上，垂直固定架上設有呈水平狀的垂直升降臂，垂直升降臂通過電動調節絲杠螺母傳動裝置實現上下移動，所述電極以及用于控制電極的電極旋轉電機均設置在垂直升降臂上。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述的二維定位支架和永磁體調控臺面均采用無磁性材料；永磁體材料選擇釹鐵硼，永磁體的N-S極方向垂直于沉積槽的軸線方向。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述沉積槽的底部通過螺紋底蓋進行密封，螺紋底蓋的中心開孔，在沉積槽底部螺紋底蓋內從下向上依次設置陰極導出墊片和陰極沉積源片，所述陰極導出線從螺紋底蓋的開孔引出。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述沉積槽的頂部設有倒圓錐形的防濺裝置，圓錐形的頂端設有供陽極絲穿過的開口。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述沉積槽設置在沉積槽支架上，沉積槽支架安裝在永磁體調控臺面中部；所述沉積槽支架為上部設有凹槽的柱形結構，沉積槽置于所述凹槽內，在沉積槽支架的一側設有供陰極導出線引出的小口。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述的沉積槽、螺紋底蓋、防濺裝置和沉積槽支架均可采用聚四氟乙烯材料或者玻璃材料。

進一步，如上所述的磁流體動力學電沉積法制備高分辨率α放射源的裝置，其中，所述的陰極導出墊片采用不銹鋼材料；所述的陰極沉積源片采用304不銹鋼或銀材料。

本發明的有益效果如下：

(1)本發明不同于傳統電沉積裝置，在沉積槽外施加永磁體提供磁場，在該磁場和電場共存的情況下，產生一個洛倫茲力，該力能加快陰極表面的傳質速率，減小擴散層的厚度，進而能使所制的α源沉積效率更高，能量分辨率更好。而且根據需要，還可以在沉積槽的兩邊對稱地施加磁場。

(2)由于永磁體為強磁，在操作過程中存在較大的危險性，通過永磁體調控臺面可以方便的固定永磁體和調節永磁體距離沉積槽的位置，避免在操作過程中因強磁相吸而引起人員受傷或放射性溶液灑落的危險。因此在獲得好的沉積效率和能量分辨率的同時，大大提高了操作的安全性。