一種用于制備大面積放射源的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于放射源制備技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于制備大面積放射源的裝置。該裝置主要包括升降平臺(tái)車、調(diào)平臺(tái)、鍍槽、鍍片、鍍液保護(hù)框、電源、鍍筆、鍍筆支架及二維平移裝置，其中升降平臺(tái)車的底部設(shè)置有滾輪，車身上設(shè)置有長(zhǎng)方形升降板；調(diào)平臺(tái)置于升降板上方，調(diào)平臺(tái)的底部設(shè)置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳；鍍槽為上方開口的長(zhǎng)方體形狀，位于調(diào)平臺(tái)上方，尺寸不小于鍍片的尺寸；鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過(guò)陰極連接線與電源的負(fù)極相連，鍍片的四周設(shè)置鍍液保護(hù)框；鍍筆作為陽(yáng)極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方；鍍筆通過(guò)陽(yáng)極連接線與電源正極相連接；該裝置具有均勻性好、電沉積效率高、操作簡(jiǎn)單且成本較低的活性區(qū)域面積大的有益效果。
【專利說(shuō)明】
一種用于制備大面積放射源的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于放射源制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制備大面積放射源的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了對(duì)大面積α、β表面污染儀尤其是探測(cè)面積高達(dá)100cm2的污染儀進(jìn)行校準(zhǔn)，需要制備大面積放射性標(biāo)準(zhǔn)源。傳統(tǒng)的制備大面積放射源的方法有分子電鍍法、漿化鋪樣法和電沉積法。其中分子電鍍法相對(duì)于其他電鍍方法有較多優(yōu)越性，但由于一般電鍍法采用的陽(yáng)極主要為單根鉑金絲、盤香狀鉑金絲或鉑金絲網(wǎng)，用于較大面積放射源制備時(shí)很難保證其平整度(即保證陰極與陽(yáng)極間距離不變)，尤其是對(duì)于活性面積高達(dá)100cm2大面積源的制備，鉑金絲或鉑金網(wǎng)的長(zhǎng)度高達(dá)30cm?40cm，要保證其整體的平整度很難，而且要防止變形需要加粗或加厚，成本較高且調(diào)平難度大。
[0003]喻正偉等人于2015年6月在《核化學(xué)與放射化學(xué)》期刊中發(fā)表了題目為《電刷鍍法制備大面積241Am放射源》的文章，該文章中公開了尺寸為120mm* 170mm的放射源的制備方法及裝置。該文章中采用的是分子電鍍和刷鍍相結(jié)合的方法，將鍍片固定于刷鍍平臺(tái)上，并且鍍片四周采用聚四氟乙烯邊框包圍，利用蠕動(dòng)栗將鍍液輸送至鍍筆上實(shí)現(xiàn)241Am放射源的電鍍，并且鍍液可循環(huán)使用。但是該方法及其裝置存在以下問(wèn)題:I)制備的241Am放射源的最大沉積效率為46.1%,效率較低，產(chǎn)生廢液較多；2)大面積源最重要的指標(biāo)之一是均勻性，該方法中及所用裝置中均未提及刷鍍平臺(tái)的結(jié)構(gòu)，以及如何對(duì)鍍片進(jìn)行調(diào)平以保證陰極和陽(yáng)極間間距固定;3)所用裝置是采用蠕動(dòng)栗進(jìn)行鍍液輸送，多余的鍍液流到下方的儲(chǔ)液槽后，重復(fù)利用，那么鍍液的流動(dòng)會(huì)對(duì)放射性核素電沉積的過(guò)程造成一定的擾動(dòng)，也會(huì)對(duì)本不牢固的沉積物造成一定的沖刷作用，電鍍效率低，并且放射性鍍液從刷鍍平臺(tái)上流下時(shí)容易濺起，極易造成周圍物品的放射性沾污。4)文章中只對(duì)活性面積為100mm*150mm的放射源進(jìn)行制備，對(duì)于面積大至100cm2的放射性源(即本申請(qǐng)中的大面積放射性源)的制備方法并未涉及到。
[0004]在目前的公開文獻(xiàn)中，未見公開利用電鍍技術(shù)制備面積大至100cm2的放射源的制備方法及所用裝置。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005](— )實(shí)用新型目的
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種基于電鍍技術(shù)的、均勻性好、電沉積效率高、操作簡(jiǎn)單且成本較低的活性區(qū)域面積大至I OOOcm2的放射源的制備裝置。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]本申請(qǐng)文件中所要求保護(hù)的大面積放射源是指活性區(qū)域面積大至100cm2的放射性源，尤其是面積為300?100cm2的放射性源。
[0009]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0010]—種用于制備大面積放射源的裝置，該裝置主要包括升降平臺(tái)車、調(diào)平臺(tái)、鍍槽、鍍片、鍍液保護(hù)框、電源、鍍筆、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計(jì)算機(jī)，其中升降平臺(tái)車的底部設(shè)置有滾輪，車身上設(shè)置有長(zhǎng)方形升降板，升降平臺(tái)車的一側(cè)設(shè)置有手柄和腳踏板，壓動(dòng)該手柄可實(shí)現(xiàn)升降板的上升，踩踏腳踏板可以實(shí)現(xiàn)升降板的下降；調(diào)平臺(tái)置于升降板上方，調(diào)平臺(tái)的底部設(shè)置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長(zhǎng)方體形狀，位于調(diào)平臺(tái)上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過(guò)陰極連接線與電源的負(fù)極相連，鍍片的四周設(shè)置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護(hù)框，該保護(hù)框的材質(zhì)為聚氯乙烯，該保護(hù)框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致，鍍液保護(hù)框的尺寸要能夠放置于鍍槽內(nèi)；所述鍍筆作為陽(yáng)極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設(shè)置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實(shí)現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動(dòng);鍍筆通過(guò)陽(yáng)極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，該兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)控制器和計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)內(nèi)的二維平移裝置控制軟件發(fā)出的信號(hào)通過(guò)控制器對(duì)二維平移裝置的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)鍍筆在鍍片表面Χ、γ 二維方向上循環(huán)往復(fù)移動(dòng)。
[0011]優(yōu)選地，所述調(diào)平臺(tái)的材質(zhì)為不銹鋼，厚度為10_。
[0012]優(yōu)選地，所述鍍片的材質(zhì)為鏡面不銹鋼，厚度不小于放射性核素的射程。
[0013]優(yōu)選地，所述控制器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和停止，當(dāng)接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，一定數(shù)量的脈沖累加起來(lái)，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)一定，從而控制二維平移裝置移動(dòng)一定的距離。
[0014]優(yōu)選地，所述電源為三恒多用型電泳儀電源。
[0015]優(yōu)選地，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為5?10mm。
[0016]優(yōu)選地，所述鍍筆的長(zhǎng)和寬為I cm* I cm。
[0017]優(yōu)選地，所述鍍液保護(hù)框的高度為25?30mm。
[0018]優(yōu)選地，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為6mm。
[0019]優(yōu)選地，該裝置還包括量塊，該量塊為長(zhǎng)方體形狀，其上設(shè)置有刻度;利用該量塊可以精確控制鍍筆下端距離鍍片的距離且能夠輔助調(diào)平臺(tái)對(duì)鍍片進(jìn)行調(diào)平。
[0020](三)有益效果
[0021 ]本實(shí)用新型提供的制備大面積放射源的裝置和方法對(duì)傳統(tǒng)的電刷鍍法與分子電鍍方法進(jìn)行了改進(jìn)，只保留電刷鍍技術(shù)中石墨材質(zhì)的鍍筆作為陽(yáng)極，將分子電鍍技術(shù)中的陽(yáng)極由鉑金絲或鉑金網(wǎng)改為石墨體小鍍筆，提供了與鍍片尺寸對(duì)應(yīng)的鍍液槽及鍍液保護(hù)框，用于承載、保護(hù)鍍片和對(duì)鍍液進(jìn)行限位，將鍍筆浸入鍍液進(jìn)行電沉積制源，有效解決了傳統(tǒng)電刷鍍過(guò)程中海綿體摩擦、鍍液擾動(dòng)等造成的低沉積效率的問(wèn)題，改進(jìn)后的沉積效率達(dá)到約90%，同時(shí)也解決了利用鉑金絲或鉑金網(wǎng)進(jìn)行電鍍難以保證陰極與陽(yáng)極間的平行度保持不變和鉑金帶來(lái)的高成本問(wèn)題。
[0022]最關(guān)鍵的是，本裝置和方法可以制備活性面積達(dá)100cm2的大面積源，為了保證活性面積高達(dá)100cm2的大面積源的均勻性和電鍍過(guò)程中的穩(wěn)定性，本申請(qǐng)?zhí)砑恿苏{(diào)平臺(tái)、量塊、升降平臺(tái)車，升降平臺(tái)車的作用在于電鍍前可迅速而穩(wěn)定地提升鍍槽和鍍片高度，即實(shí)現(xiàn)對(duì)陰極與陽(yáng)極間距離的初步調(diào)整(粗調(diào))，電鍍結(jié)束后可迅速降低鍍槽和鍍片高度，方便鍍槽和大面積源的拆卸，極大地降低了電鍍參數(shù)調(diào)整及電鍍過(guò)程中放射性核素對(duì)操作人員及周圍環(huán)境造成的放射性危害;量塊及調(diào)平臺(tái)的作用是保證鍍筆在大面積鍍片上移動(dòng)時(shí)能夠始終保持陰極與陽(yáng)極間距離是一致的，進(jìn)而有效解決了源片表面放射性計(jì)數(shù)呈現(xiàn)區(qū)域性偏低或偏高的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本申請(qǐng)?zhí)峁┐竺娣e放射源制備裝置示意圖；其中I升降平臺(tái)車;2.調(diào)平臺(tái)；3.鍍槽;4.鍍片;5.鍍液保護(hù)框;6.陰極連接線;7.三恒多用型電泳儀電源;8.鍍筆;9.陽(yáng)極連接線；10.陽(yáng)極支架;11.二維平移裝置;12.控制器;13.計(jì)算機(jī)；
[0024I圖2是鍍筆正向移動(dòng)軌跡示意圖；
[0025]圖3是鍍筆逆向移動(dòng)軌跡示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面將結(jié)合說(shuō)明書附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步闡述。
[0027]實(shí)施例1
[0028]—種用于制備大面積放射源的裝置，該裝置主要包括升降平臺(tái)車、調(diào)平臺(tái)、鍍槽、鍍片、鍍液保護(hù)框、三恒多用型電泳儀電源、鍍筆、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計(jì)算機(jī)，其中升降平臺(tái)車的底部設(shè)置有滾輪，車身上設(shè)置有長(zhǎng)方形升降板，升降平臺(tái)車的一側(cè)設(shè)置有手柄和腳踏板，壓動(dòng)該手柄可實(shí)現(xiàn)升降板的上升，踩踏腳踏板可以實(shí)現(xiàn)升降板的下降；調(diào)平臺(tái)置于升降板上方，調(diào)平臺(tái)的底部設(shè)置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長(zhǎng)方體形狀，位于調(diào)平臺(tái)上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過(guò)陰極連接線與電源的負(fù)極相連，鍍片的四周設(shè)置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護(hù)框，該保護(hù)框的材質(zhì)為聚氯乙烯，該保護(hù)框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致;所述鍍筆作為陽(yáng)極，鍍筆長(zhǎng)和寬為材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設(shè)置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實(shí)現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動(dòng);鍍筆通過(guò)陽(yáng)極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，該兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)控制器和計(jì)算機(jī)相連接，計(jì)算機(jī)內(nèi)的二維平移裝置控制軟件發(fā)出的信號(hào)通過(guò)控制器對(duì)二維平移裝置的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)鍍筆在鍍片表面X、Y 二維方向上循環(huán)往復(fù)移動(dòng)。
[0029]所述調(diào)平臺(tái)的材質(zhì)為不銹鋼，厚度為1mm;所述鍍片的材質(zhì)為鏡面不銹鋼。
[0030]所述控制器控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和停止，當(dāng)接收到一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，一定數(shù)量的脈沖累加起來(lái)，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)一定，從而控制二維平移裝置移動(dòng)一定的距離。
[0031 ]所述鍍筆下端距離鍍片的距離為6mm。所述鍍液保護(hù)框的高度為25mm。
[0032]利用上述裝置制備大面積放射源的方法，該方法包括以下步驟:
[0033]I)對(duì)鍍片進(jìn)行鍍前處理
[0034]2)配置備用鍍液
[0035]先配置濃度為0.01?0.05mol/L的硝酸溶液，將其加入異丙醇基體作為備用鍍液；
[0036]3)利用大面積放射源的制備裝置制備大面積放射源，其中該制備裝置包括升降平臺(tái)車、調(diào)平臺(tái)、鍍槽、鍍片、鍍液保護(hù)框、電源、鍍筆、量塊、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計(jì)算機(jī)，其中升降平臺(tái)車的底部設(shè)置有滾輪，車身上設(shè)置有長(zhǎng)方形升降板，升降平臺(tái)車的一側(cè)設(shè)置有手柄和腳踏板;調(diào)平臺(tái)置于升降板上方，調(diào)平臺(tái)的底部設(shè)置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長(zhǎng)方體形狀，位于調(diào)平臺(tái)上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片的四周設(shè)置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護(hù)框，該保護(hù)框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致;所述鍍筆作為陽(yáng)極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設(shè)置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實(shí)現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動(dòng);鍍筆通過(guò)陽(yáng)極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，帶動(dòng)鍍筆在鍍片表面X、Y 二維方向上循環(huán)往復(fù)移動(dòng)；
[0037]鍍片與電源的負(fù)極連接，并且以鍍片的鏡面一側(cè)作為電鍍面；
[0038]4)將調(diào)平臺(tái)置于升降平臺(tái)車上，并將鍍槽置于調(diào)平臺(tái)上，然后將鍍片和鍍液保護(hù)框依次置于鍍槽內(nèi)，將設(shè)置有鍍液保護(hù)框的鍍片置于鍍槽內(nèi)，將調(diào)平臺(tái)置于升降平臺(tái)車上；先搖動(dòng)升降平臺(tái)車一側(cè)的手柄粗調(diào)鍍片(陰極)與鍍筆(陽(yáng)極)間距離，再在量塊輔助測(cè)量下通過(guò)調(diào)節(jié)調(diào)平臺(tái)調(diào)節(jié)腳的高度調(diào)整鍍片與鍍筆間平行度，然后再在量塊輔助測(cè)量下利用鍍筆支架微調(diào)鍍片與鍍筆間距離，使其保持6mm;
[0039]5)將一定量待鍍放射性核素的溶液加入備用鍍液中，混合均勻得到所需鍍液，再將該鍍液緩慢倒入鍍液保護(hù)框內(nèi)；
[0040]6)調(diào)整鍍筆的初始位置，使其位于鍍片一角并作為起點(diǎn)位置;根據(jù)鍍片面積，設(shè)置二維平移裝控制軟件上所需的鍍筆移動(dòng)速度、移動(dòng)距離及其他相關(guān)參數(shù)，利用計(jì)算機(jī)及二維平移裝置控制軟件對(duì)鍍筆行程進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并確保整個(gè)行程中鍍筆不接觸鍍液保護(hù)框；
[0041]7)根據(jù)所鍍核素類型，設(shè)置電源電壓值、電流值，對(duì)鍍片進(jìn)行電鍍；
[0042]8)電鍍完成后，關(guān)閉電源;踩踏腳踏板，降低升降平臺(tái)車高度，使鍍筆底端高于鍍液保護(hù)框的高度，卸下鍍槽并將鍍槽中的廢液倒入廢液容器內(nèi)；
[0043]9)將鍍槽中的廢液倒入廢液容器中；并利用lmol/L硝酸擦拭鍍片電鍍面的背面，并用異丙醇沖洗干凈，保證非活性區(qū)清潔；
[0044]10)用干凈的棉花沾上異丙醇擦拭活性區(qū)兩次，每次均用異丙醇沖洗干凈，晾干備用，得到所需大面積放射源。
[0045]實(shí)施例2
[0046]與實(shí)施例1不同的是，該裝置還包括量塊，該量塊為長(zhǎng)方體形狀，其上設(shè)置有刻度；利用該量塊可以精確控制鍍筆下端距離鍍片的距離且能夠輔助調(diào)平臺(tái)對(duì)鍍片進(jìn)行調(diào)平。
[0047]實(shí)施例3
[0048]與實(shí)施例1不同的是，鍍液保護(hù)框的高度為30_。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，該裝置主要包括升降平臺(tái)車、調(diào)平臺(tái)、鍍槽、鍍片、鍍液保護(hù)框、電源、鍍筆、鍍筆支架、二維平移裝置、控制器及計(jì)算機(jī)，其中升降平臺(tái)車的底部設(shè)置有滾輪，車身上設(shè)置有長(zhǎng)方形升降板，升降平臺(tái)車的一側(cè)設(shè)置有手柄和腳踏板，壓動(dòng)該手柄可實(shí)現(xiàn)升降板的上升，踩踏腳踏板可以實(shí)現(xiàn)升降板的下降；調(diào)平臺(tái)置于升降板上方，調(diào)平臺(tái)的底部設(shè)置有可微調(diào)高度的調(diào)節(jié)腳;鍍槽為上方開口的長(zhǎng)方體形狀，位于調(diào)平臺(tái)上方，尺寸不小于鍍片的尺寸;鍍片為陰極，位于鍍槽內(nèi)，鍍片通過(guò)陰極連接線與電源的負(fù)極相連，鍍片的四周設(shè)置有防止鍍液流出并可將鍍液限制在一定區(qū)域內(nèi)的鍍液保護(hù)框，該保護(hù)框的材質(zhì)為聚氯乙烯，該保護(hù)框的寬度與鍍片活性區(qū)外圍非活性區(qū)尺寸一致，鍍液保護(hù)框的尺寸要能夠放置于鍍槽內(nèi)；所述鍍筆作為陽(yáng)極，鍍筆材質(zhì)為石墨，其位于鍍筆支架下方，且鍍筆支架上設(shè)置有可調(diào)節(jié)鍍筆高度的螺絲，實(shí)現(xiàn)鍍筆的固定和上下移動(dòng)；鍍筆通過(guò)陽(yáng)極連接線與電源正極相連接;二維平移裝置包括兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)，該兩個(gè)步進(jìn)電機(jī)通過(guò)控制器和計(jì)算機(jī)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述調(diào)平臺(tái)的材質(zhì)為不銹鋼，厚度為10mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍片的材質(zhì)為鏡面不銹鋼，厚度不小于放射性核素的射程。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述電源為三恒多用型電泳儀電源。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為5?10mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍筆的長(zhǎng)和寬為lcm*lcm07.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍液保護(hù)框的高度為25?30mm。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，所述鍍筆下端距離鍍片的距離為6mm。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于制備大面積放射源的裝置，其特征在于，該裝置還包括量塊，該量塊為長(zhǎng)方體形狀，其上設(shè)置有刻度。
【文檔編號(hào)】G01T1/167GK205581308SQ201620155594
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年3月1日
【發(fā)明人】林敏 , 葉宏生, 喻正偉, 陳克勝, 夏文, 徐利軍, 陳義珍
【申請(qǐng)人】中國(guó)原子能科學(xué)研究院