【文章內容簡介】 廢氣處理 三部分組成。 干法生產裝置 2022/2/15 核技術應用 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 由兩級堿液吸收柱組成。第一級吸收柱容積 50mL，第二級吸收柱容積 250mL。 ③ 廢氣處理裝置 廢物處理裝置由三級強堿液洗滌塔組成，每級洗滌塔容積 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 核技術應用 37 （ 2） 125I循環(huán)回路間歇式生產工藝 生產方式 生產 125I的主要核反應 IXenXe 1 2 51 2 51 2 4 ?),( ? 目前有兩種生產方法： A 是將 124Xe封裝在不銹鋼筒內制成內靶，然后置于高純鋁筒內做成輻 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 125I，不需要制備 124Xe氣體 靶，并且，該生產辦法相對簡單，得到的 125I純度高，生產能力也較 前一種辦法高。 2022/2/15 核技術應用 38 間歇循環(huán)回路法生產 125I的工藝流程 125I間歇循環(huán)生產工藝流程 2022/2/15 核技術應用 39 從裂變產物中提取放射性核素 1. 裂變核反應 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 核技術應用 40 2. 裂變產物的組成其質量分布 裂變產物的組成是隨時間變化的。當一個可裂變物質的靶在反應堆內照射了 T時間并冷卻 t時間后，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— 可裂變物質的原子核數； I— 中子能量； σ— 裂變截面； Yi— 核素 i的裂變產額； λi— 核素 i的衰變常數。 在 N、 I、 σ不變的情況下，裂變產物的放射性與裂變產額 Yi有關，并隨著 T、 t而變化。 2022/2/15 核技術應用 41 圖 28 不同能量的中子誘發(fā) 235U裂變的質量 產額圖 裂變產額 是指是指裂變產物的某一種核素或某一質量鏈在重核裂變過程中產生的幾率。它通常用每 100次核裂變產生的裂變產物原子數來表示（ %）。 2022/2/15 核技術應用 42 3. 裂變產物分離 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、易于實現(xiàn)自動化操作、易于放射性屏蔽 簡便、快速、選擇性高、易于連續(xù)操作和遠距離控制 對于性質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的方法 2022/2/15 核技術應用 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，其它的裂變產物和超鈾元素全部轉入廢液中。 2022/2/15 核技術應用 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產額為 %，可以 從 235U的裂變產物中大量提取 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生產為例介紹裂變裂變99Mo生產技術。 2022/2/15 核技術應用 45 a 235U靶件的制備 圖 29 235U靶件結構圖 2022/2/15 核技術應用 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。 冷卻時間 ： 2d。 冷卻 2d后，一個靶件將產生 1012Bq99Mo、 1012Bq 131I、 1012Bq 133Xe等裂片元素。 2022/2/15 核技術應用 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 131I和 133Xe等放射性氣體釋放出來 ，經堿液吸收塔吸收 131I后，含 133Xe的放射性氣體經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，即為產品。 2022/2/15 核技術應用 48 裂變 99Mo提取流程 2022/2/15 核技術應用 49 表 23 裂變 99Mo中放射性雜質含量 放射性雜質 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：輻照時間 7d，測量時間為輻照之后 7d。 2022/2/15 核技術應用 50 ② 裂變 131I的提取 裂變 131I是裂變法生產 99Mo時的 副產物 之一，由于裂變 131I的產額為 %，因此可以從裂變產物中大規(guī)模生產131I。 裂變同位素生產過程中，在切割和酸性溶解時都有 131I逸出，采用負壓方式可將其收集；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 核技術應用 51 圖 212 IRE裂變同位素99Mo、 131I、 133Xe分離流程圖 2022/2/15 核技術應用 52 圖 213 純化流程圖 2022/2/15 核技術應用 53 第三講 2022/2/15 核技術應用 54 加速器生產放射性核素 用加速器產生的 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因核內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，盡管它的生產能力較低，但由于它在工業(yè)、農業(yè)，尤其是生物醫(yī)學方面具有 特殊的用途 ，其用量不斷增加，現(xiàn)已成為放射性核素生產不可缺少的手段。 2022/2/15 核技術應用 55 加速器生產反射性核素的發(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就從 3個增加到 197個。 從 20世紀 60年代初到現(xiàn)在，世界上用于生產放射性核素的加速器從不到 5臺猛增到數百臺；并且新增加的核醫(yī)學診斷用核素中 80％ 是用加速器生產的。近年來， 醫(yī)學診斷 用貧中子放射性核素的消費量逐漸增大，有些核素的作用出現(xiàn)了逐漸取代部分反應堆生產的放射性核素的趨勢。 2022/2/15 核技術應用 56 加速器的組成及分類 加速器主要由三個部分組成： ? 離子源 用于提供所需加速的 電子 、 正電子 、 質子 、 反質子 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 ，為了使粒子在不受空氣分子散射的條件下加速，整個系統(tǒng)放在 真空度 極高的真空室內； ? 導引、聚焦系統(tǒng) 用一定形態(tài)的 電磁場 來引導并約束被 加速 的 粒子束 ，使之沿預定 軌道 接受電場的加速。 衡量一個 加速器的性能的指