【文章內(nèi)容簡介】 廢氣處理 三部分組成。 干法生產(chǎn)裝置 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 36 ① 加熱蒸餾裝置 由管式加熱電爐（帶溫度控制儀）、純化加熱爐、石英舟皿、石英加熱管組成。 ② 堿液吸收裝置 由兩級(jí)堿液吸收柱組成。第一級(jí)吸收柱容積 50mL，第二級(jí)吸收柱容積 250mL。 ③ 廢氣處理裝置 廢物處理裝置由三級(jí)強(qiáng)堿液洗滌塔組成，每級(jí)洗滌塔容積 1000mL,堿液濃度為 L1NaOH。除此之外，操作的工作箱或熱室需配置除碘過濾器。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 37 （ 2） 125I循環(huán)回路間歇式生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)方式 生產(chǎn) 125I的主要核反應(yīng) IXenXe 1 2 51 2 51 2 4 ?),( ? 目前有兩種生產(chǎn)方法： A 是將 124Xe封裝在不銹鋼筒內(nèi)制成內(nèi)靶，然后置于高純鋁筒內(nèi)做成輻 照靶件入堆輻照。 B 是 間歇循環(huán)回路法 。采用這種方法生產(chǎn) 125I，不需要制備 124Xe氣體 靶，并且，該生產(chǎn)辦法相對(duì)簡單，得到的 125I純度高，生產(chǎn)能力也較 前一種辦法高。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 38 間歇循環(huán)回路法生產(chǎn) 125I的工藝流程 125I間歇循環(huán)生產(chǎn)工藝流程 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 39 從裂變產(chǎn)物中提取放射性核素 1. 裂變核反應(yīng) 圖 27 中子引發(fā)的鈾核裂變示意圖 nSrXenU 109438140541023592 2????nKrBa 10893614456 3???nKrSb 10994113351 4???2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 40 2. 裂變產(chǎn)物的組成其質(zhì)量分布 裂變產(chǎn)物的組成是隨時(shí)間變化的。當(dāng)一個(gè)可裂變物質(zhì)的靶在反應(yīng)堆內(nèi)照射了 T時(shí)間并冷卻 t時(shí)間后，裂片核素 i的放射性 Ai可用下式來表示： ( 1 )iiTtiiA NI Y e e??? ???? 式中 N— 可裂變物質(zhì)的原子核數(shù)； I— 中子能量； σ— 裂變截面； Yi— 核素 i的裂變產(chǎn)額； λi— 核素 i的衰變常數(shù)。 在 N、 I、 σ不變的情況下，裂變產(chǎn)物的放射性與裂變產(chǎn)額 Yi有關(guān)，并隨著 T、 t而變化。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 41 圖 28 不同能量的中子誘發(fā) 235U裂變的質(zhì)量 產(chǎn)額圖 裂變產(chǎn)額 是指是指裂變產(chǎn)物的某一種核素或某一質(zhì)量鏈在重核裂變過程中產(chǎn)生的幾率。它通常用每 100次核裂變產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物原子數(shù)來表示（ %）。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 42 3. 裂變產(chǎn)物分離 離子交換分離 溶劑萃取分離 萃取色層分離 沉淀分離法 其它方法 A 裂片元素的分離方法 選擇性好，回收率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作、易于放射性屏蔽 簡便、快速、選擇性高、易于連續(xù)操作和遠(yuǎn)距離控制 對(duì)于性質(zhì)相似的元素的分離更能顯示其優(yōu)越性 操作繁雜、程序冗長、回收率和去污率較低 超臨界流體萃取法和采用離子液體為萃取介質(zhì)的方法 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 43 B 長壽命裂片元素及超鈾元素的分離 目前，長壽命裂片核素及超鈾核素主要從核動(dòng)力堆卸出的乏燃料中提取。乏燃料的后處理主要目的是 回收235U，并提取軍用核素 239Pu。在 235U、239Pu提取回收后，其它的裂變產(chǎn)物和超鈾元素全部轉(zhuǎn)入廢液中。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 44 C 中短壽命裂片元素的分離 ① 裂變 99Mo的提取 235U裂變生成 99Mo產(chǎn)額為 %，可以 從 235U的裂變產(chǎn)物中大量提取 99Mo。裂變 99Mo的提取一般采用 Al2O3色層分離、 HDEHP溶劑萃取或萃取色層分離 、 α安息香肟沉淀分離法等。 下面以日本開展的裂變 99Mo生產(chǎn)為例介紹裂變裂變99Mo生產(chǎn)技術(shù)。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 45 a 235U靶件的制備 圖 29 235U靶件結(jié)構(gòu)圖 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 46 b 235U靶件的輻照及冷卻 輻照條件 ：中子注率量 2 1013cm2s 1~3 1013cm2s 1， 輻照 4d~7d。 冷卻時(shí)間 ： 2d。 冷卻 2d后，一個(gè)靶件將產(chǎn)生 1012Bq99Mo、 1012Bq 131I、 1012Bq 133Xe等裂片元素。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 47 c 輻照后 235U靶件的處理 靶件用 10molL1的硝酸溶解。在靶件 溶解時(shí) 131I和 133Xe等放射性氣體釋放出來 ，經(jīng)堿液吸收塔吸收 131I后，含 133Xe的放射性氣體經(jīng)過液氮冷卻的分子篩，以捕集 133Xe。 溶解完全后，加入碘的載體以進(jìn)一步除去放射性 131I。 向反萃液加入 NaNO2以除去溶液中的 H2O2，并通過蒸餾辦法減小反萃液體積。經(jīng)處理后的反萃液加入氧化鋁色譜柱 ， 99Mo被氧化鋁所吸附，然后用 L1的稀硝酸和水洗滌色譜柱，再用 L1的氨水將 99Mo洗提 出來，即為產(chǎn)品。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 48 裂變 99Mo提取流程 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 49 表 23 裂變 99Mo中放射性雜質(zhì)含量 放射性雜質(zhì) 半衰期 比活度（與 99Mo之比） 131I 1 105 103Ru 5 107 95Nb 2 106 141Ce 1 1057 89Sr ＜ 6 106 91Y ＜ 9 108 95Zr ＜ 5 109 132Te ＜ 1 104 137Cs ＜ 3 109 140Ba ＜ 2 107 239Np ＜ 2 103 注：輻照時(shí)間 7d，測(cè)量時(shí)間為輻照之后 7d。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 50 ② 裂變 131I的提取 裂變 131I是裂變法生產(chǎn) 99Mo時(shí)的 副產(chǎn)物 之一，由于裂變 131I的產(chǎn)額為 %，因此可以從裂變產(chǎn)物中大規(guī)模生產(chǎn)131I。 裂變同位素生產(chǎn)過程中，在切割和酸性溶解時(shí)都有 131I逸出，采用負(fù)壓方式可將其收集；不管采用何種方式溶靶，留在溶液中的 131I一般都采用先酸化、后蒸餾或熱氣載帶等措施使其分離出來。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 51 圖 212 IRE裂變同位素99Mo、 131I、 133Xe分離流程圖 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 52 圖 213 純化流程圖 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 53 第三講 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 54 加速器生產(chǎn)放射性核素 用加速器產(chǎn)生的 高速帶電粒子轟擊含有選定的穩(wěn)定核素的靶 ，可制備很多品種的放射性核素。這些放射性核素大多數(shù)因核內(nèi)中子貧乏而以正電子或低能 γ射形式衰變，半衰期一般較短，比活度高，并且可以得到無載體放射性核素，盡管它的生產(chǎn)能力較低，但由于它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)，尤其是生物醫(yī)學(xué)方面具有 特殊的用途 ，其用量不斷增加，現(xiàn)已成為放射性核素生產(chǎn)不可缺少的手段。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 55 加速器生產(chǎn)反射性核素的發(fā)展簡史 自 1934年人工放射性核素發(fā)現(xiàn)后，回旋加速器就用于放射性核素的制備，使人工放射性核素在短短三年內(nèi)就從 3個(gè)增加到 197個(gè)。 從 20世紀(jì) 60年代初到現(xiàn)在，世界上用于生產(chǎn)放射性核素的加速器從不到 5臺(tái)猛增到數(shù)百臺(tái)；并且新增加的核醫(yī)學(xué)診斷用核素中 80％ 是用加速器生產(chǎn)的。近年來， 醫(yī)學(xué)診斷 用貧中子放射性核素的消費(fèi)量逐漸增大，有些核素的作用出現(xiàn)了逐漸取代部分反應(yīng)堆生產(chǎn)的放射性核素的趨勢(shì)。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 56 加速器的組成及分類 加速器主要由三個(gè)部分組成： ? 離子源 用于提供所需加速的 電子 、 正電子 、 質(zhì)子 、 反質(zhì)子 以及 重離子 等粒子； ? 真空加速系統(tǒng) 該系統(tǒng)中有一定形態(tài)的加速 電場(chǎng) ，為了使粒子在不受空氣分子散射的條件下加速，整個(gè)系統(tǒng)放在 真空度 極高的真空室內(nèi)； ? 導(dǎo)引、聚焦系統(tǒng) 用一定形態(tài)的 電磁場(chǎng) 來引導(dǎo)并約束被 加速 的 粒子束 ，使之沿預(yù)定 軌道 接受電場(chǎng)的加速。 衡量一個(gè) 加速器的性能的指