[發明專利]一種放置在核反應堆內的方形組件中的碳14靶件棒

在審

• 申請號: 202010871963.4
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN112117021A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 徐敏;賀楷;易璇;江小川;劉國明;霍小東
• 申請（專利權）人: 中國核電工程有限公司
• 主分類號: G21G1/00
• 分類號: G21G1/00;G21G1/02
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發明屬于放射性核素生產技術領域，具體涉及一種放置在核反應堆內的方形組件中的碳14靶件棒，設置在核反應堆的方形組件中，用于生產碳14材料，方形組件用于設置可燃毒物棒。該碳14靶件棒包括密封的圓柱形的靶件棒(2)，靶件棒(2)內裝有氮化鋁粉末。通過本發明所提供的一種放置在核反應堆內的方形組件中的碳14靶件棒能夠生產出足夠產量的高品質碳14，靶件棒(2)的發熱功率極低，不會導致堆芯的冷卻劑的最高溫度超過限值，對堆芯的安全性沒有影響，運行參數幾乎沒有變化，且國內或國際上所有使用方形組件作為燃料的機型均可應用。

技術領域

本發明屬于放射性核素生產技術領域，具體涉及一種放置在核反應堆內的方形組件中的碳14靶件棒。

背景技術

目前，反應堆生產的主要放射性核素有30多種，其中工業用放射性核素主要有Co-60(輻照源)，主要由加拿大的CANDU重水堆生產提供，我國秦山三期的反應堆便有Co-60的生產線。而在醫用方面，國產放射性核素的品種和產量非常有限，主要依賴于進口，其售價成倍攀升，醫用放射性核素一直處于供不應求的狀態。

碳14是碳的一種具有放射性的同位素，被廣泛的應用在呼氣檢測、標記化合物等醫療和生物醫藥行業，每年全球消耗量約2000居里，目前國際上只有俄羅斯能規?；a提供。中核集團和地方政府也逐漸重視碳14同位素的生產及其關聯產業的發展。目前，國際上碳14生產的主要實現方法，是在高中子通量率的反應堆中，放置用于生產碳14的靶件，通過中子俘獲反應而獲得，國內碳14多在實驗堆中生產，但產量很小，且無法持續生產。

發明內容

本發明的目的是為了實現碳14的量產，提供一種能夠在商業運行的核反應堆中生產碳14的靶件，同時反應堆中放置靶件要盡量做到不影響堆芯的安全和運行參數，盡量不引入反應堆的重大改造。靶件設計還需要考慮其穩定性和取放的便宜性。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案是一種放置在核反應堆內的方形組件中的碳14靶件棒，設置在核反應堆的方形組件中，用于生產碳14材料，所述方形組件用于設置可燃毒物棒，其中，包括密封的圓柱形的靶件棒，所述靶件棒內裝有氮化鋁粉末。

進一步，靶件棒內設置若干個靶件管，所述靶件管沿所述靶件棒的軸線依次串聯放置，所述氮化鋁粉末裝填在所述靶件管內。

進一步，所述靶件棒包括圓筒形的包殼，設置在所述包殼頂端的上端塞，設置在所述包殼底端的下塞端，所述下塞端為圓錐型結構。

進一步，所述包殼采用金屬材料制作,所述金屬材料包括鋯合金、不銹鋼，所述包殼的厚度不超過2mm。

進一步，所述靶件管的長度不超過4500mm；所述靶件管采用金屬材料制作，所述金屬材料包括鋯合金、不銹鋼、鋁，所述靶件管的厚度不超過1mm。

進一步，在所述上端塞與所述靶件管之間，設有用于壓緊所述靶件管的壓緊彈簧。

進一步，在所述壓緊彈簧與所述靶件管之間，能夠設置空心管，所述空心管用于匹配所述靶件管的長度，可以根據所述靶件管的數量選擇相應長度的所述空心管與之匹配，方便所述壓緊彈簧對所述靶件管的壓緊。

進一步，所述上端塞的頂端設有連接螺栓，通過所述連接螺栓。

進一步，還包括用于掛裝所述靶件棒的固定裝置連接板，所述固定裝置連接板與所述方形組件相適應，用于把所述靶件棒設置在所述方形組件內，在所述反應堆內接受照射。

進一步，所述固定裝置連接板設有24個掛點，每個所述掛點通過所述連接螺栓掛裝一根所述靶件棒。

進一步，所述氮化鋁粉末的密度范圍為3.2-9.6g/cm³。

進一步，所述靶件棒的尺寸與所述可燃毒物棒一致。

本發明的有益效果在于：