[發(fā)明專利]一種無襯底超薄鎳-63放射源的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110700586.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113436775B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇冬萍;梁幫宏;羅婷;張勁松;甘泉;李順濤;陳云明;王國華;姚亮;周春林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國核動力研究設(shè)計院
• 主分類號: G21G4/04
• 分類號: G21G4/04;G21G4/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開了一種無襯底超薄鎳?63放射源的制備方法，包括以下步驟：S1、將電沉積液中的鎳金屬離子沉積在銅襯底的一側(cè)形成鎳層；S2、在鎳層上覆一層有機膜，即在鎳層的兩個對稱面上分別為銅襯底和有機膜；S3、將步驟S2制備的鎳?63放射源浸沒在襯底去除溶液中去除銅襯底；S4、去除步驟S3制備的無襯底鎳?63放射源上的有機膜，獲得無襯底超薄鎳?63放射源。本發(fā)明制備得到無襯底超薄鎳?63放射源為雙面放射源，厚度小于2μm，表面平整，無褶皺和破損，鎳層致密均勻，有金屬光澤；本發(fā)明工藝簡便，操作簡單，電沉積率大于90％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放射源制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無襯底超薄鎳-63放射源的制備方法。

背景技術(shù)

目前，微型機械電子系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)廣泛應(yīng)用于空間、深海、極地等特殊環(huán)境探索以及生物醫(yī)療中，且由于所處環(huán)境的極端性，電池難以進行維護及更換，因此主要采用微型核電池供能。鎳-63微型核電池是微型核電池研制中的重要攻關(guān)方向，而鎳-63放射源是該微型核電池的核心能量部件。鎳-63發(fā)射低能純β射線，半衰期為100.2a，其β粒子能量適中，對半導(dǎo)體換能部件無損害，具有使用壽命長、安全性能好、易于微型化和集成化等優(yōu)點，是輻射伏特電池中使用最為廣泛的放射源。

目前，電沉積法是制備鎳-63放射源的主要方法之一，通過將⁶³Ni²⁺離子轉(zhuǎn)變成金屬⁶³Ni，沉積至金屬襯底上，使鎳層與金屬襯底結(jié)合緊密，從而制備得到鎳-63平面源。

現(xiàn)有工藝方法制備的鎳-63放射源有兩個不足之處：一是放射源存在襯底，襯底是放射源的支撐材料；二是放射源較厚，除襯底厚度外，鎳層厚度一般大于10μm。具體如下：

(1)存在襯底的缺點：由于鎳-63發(fā)射的是低能β射線，穿透距離很短，襯底將完全阻擋放射源的β射線，現(xiàn)有方法制備的放射源只有一面可以為核電池提供能量。為了提高核電池的能量利用率，減小核電池體積，就需要使用雙面放射源。若采用現(xiàn)有方法制備雙面放射源，則需在襯底的另一面再次進行鎳-63的電沉積，將導(dǎo)致原料浪費，且人員工作量、放射性受照劑量成倍增加。此外，襯底還增加了放射源的厚度，使電池的體積、重量增大，不利于電池的小型化和輕量化。

(2)厚度大的缺點：由于鎳-63存在自吸收效應(yīng)，當鎳層厚度超過2μm時，鎳層下部的β射線將被屏蔽，厚度的增加不僅不能增加表面發(fā)射率，反而會造成鎳-63原料的嚴重浪費。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種無襯底超薄鎳-63放射源的制備方法，解決現(xiàn)有制備方法導(dǎo)致鎳-63存在襯底且厚度大，進而導(dǎo)致鎳-63利用率低的問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種無襯底超薄鎳-63放射源的制備方法，包括以下步驟：

S1、將電沉積液中的鎳金屬離子沉積在銅襯底的一側(cè)形成鎳層；

S2、在鎳層上覆一層有機膜，即在鎳層的兩個對稱面上分別為銅襯底和有機膜；

S3、將步驟S2制備的鎳-63放射源浸沒在襯底去除溶液中去除銅襯底；

S4、去除步驟S3制備的無襯底鎳-63放射源上的有機膜，獲得無襯底超薄鎳-63放射源。

本發(fā)明所述的超薄具體是指厚度小于2μm。

通過本發(fā)明所述制備方法制備的無襯底超薄鎳-63放射源為雙面放射源，厚度小于2μm，能夠提高鎳-63放射源的利用率，且表面平整，無褶皺和破損，鎳層致密均勻，有金屬光澤。

本發(fā)明將覆膜和襯底溶解技術(shù)相結(jié)合，避免了微米級鎳層產(chǎn)生褶皺和破損，確保了無襯底支撐的超薄鎳-63放射源的完整性和平整性，如果不覆有機膜則會出現(xiàn)銅襯底溶解后鎳層破碎的情況，且轉(zhuǎn)移過程鎳層也易損壞。