【正文】 方法將目標(biāo)核素與其靶子元素進(jìn)行分離，因此，所制備的放射性核素一般都是有載體的。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 19 2.（ n, f） 反應(yīng) 235U等易裂變核素俘獲中子發(fā)生 （ n, f）反應(yīng)，生成數(shù)百種裂變?cè)兀虼肆炎儺a(chǎn)物的組成相當(dāng)復(fù)雜。 通過(guò)化學(xué)分離的辦法可從這些裂變產(chǎn)物中提取在國(guó)防工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有重要應(yīng)用價(jià)值的放射性核素，如 90Sr、95Zr、 99Mo、 131I、 137Cs、 144Ce等。 由于核內(nèi)勢(shì)壘隨原子序數(shù)的增大而增高，因此 ，（ n， p） 反應(yīng)適于制備原子序數(shù)較低的放射性核素，如 14C、 32P、 58Co等。用富集的 6Li生產(chǎn)氚就是采用了該核反應(yīng)方式，即 6Li（ n, α） 3H。此外，還必須注意靶件在堆內(nèi)輻照時(shí)的 安全性 。s 1以上，特殊要求在 1 1015cm2 如采用天然或低豐度的靶子元素作靶 ,某些核素要發(fā)生兩次中子俘獲才能生產(chǎn) 。靶件需要根據(jù)反應(yīng)堆所能提供的輻照孔道的參數(shù)（孔道尺寸、中子類型及中子注量率分布）、靶件裝量及發(fā)熱量、靶件輻照管道冷卻方式以及靶件出入堆的抓取工具等條件設(shè)計(jì)，以保證輻照時(shí)靶件及反應(yīng)堆的安全。 （ 4）輻照 靶件的質(zhì)量控制 靶件需要經(jīng)過(guò)靶件 密封性 檢測(cè)、 表面污染 等檢測(cè)合格后才能入堆輻照。靶件的輻照應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： A 選擇適合的核反應(yīng)及中子能譜 適合在反應(yīng)堆上生產(chǎn)放射性核素，一般其原子序數(shù)要求在 20以上。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 27 B 盡可能高的中子注量率 C 適合的輻照時(shí)間 反應(yīng)堆生產(chǎn)放射性核素的產(chǎn)額與中子注量率成正比。 某一同位素生產(chǎn)靶件的最佳輻照時(shí)間可以根據(jù)靶件的輻照產(chǎn)額公式來(lái)計(jì)算。 ( (sAnS A B??????? ???， ） 穩(wěn) 定 ） 1 / 2(2 3 2 4 2 40 . 5 3 1 4 . 6 6N a N a M g (n b T h? ????? ?????， ） 穩(wěn) 定 ） 例： 在照射時(shí)間內(nèi)，核素 A的產(chǎn)率與入射粒子注量率 Ф（ cm2 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 29 因此，核素 A的凈增長(zhǎng)率為： A s s A AdN NNdt ? ? ??? 式中 NA為照射時(shí)間 t后核素 A的原子數(shù)。輻照后的靶件一般都需要經(jīng)過(guò)化學(xué)處理（目標(biāo)核素的 分離與純化 ）后才能制成滿足用戶需要的放射性核素制品。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 31 5. 放射性核素產(chǎn)品的質(zhì)量 放射性核素的產(chǎn)品質(zhì)量是通過(guò)物理檢驗(yàn)、化學(xué)檢驗(yàn)以及生物檢驗(yàn)等質(zhì)量檢驗(yàn)方法予以保證的，其 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 包括：放射性活度、放射性純度、放射化學(xué)純度、化學(xué)純度、載體含量及醫(yī)用制劑的無(wú)菌、無(wú)熱源檢測(cè)等。L1HCl和 H2O2，加熱純化 2h得到 H332PO4 60Co 59Co（ n， γ） 60Co 純度＞ 98%的 Co絲 直接可制成各種形式和各種放射性活度的鈷源 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 33 9 9 9 9m T c T c??98Mo（ n， γ） 99Mo β， γ 113mIn?113mIn?112Sn（ n， γ） 113 Sn Ec IT 125I?124Xe（ n， γ） 125Xe β－ 131I?130Te（ n， γ） 131Te β－ 核素 半衰期 核反應(yīng) 靶子物 生產(chǎn)方法 99Mo99mTc 99Mo： 99mTc： MoO3粉末 溶于 10molL1HCl溶解并調(diào)節(jié)溶液 pH為 34，吸附在氧化鋁柱上，最后用生理鹽水洗脫 99mTc 113Sn113mIn 112Sn： 113mIn： 錫絲， 112Sn富集靶 高中子通量照射一年后，用 6molL1HCl洗脫 113mIn 125I 124Xe氣 124Xe氣體靶入堆輻照后，取出、冷卻衰變一星期，然用 NaOH吸收 125I。但提取率較低，并且從大量的裂變產(chǎn)物中提取裂變 131I會(huì)另 外產(chǎn)生大量的放射性廢物。 生產(chǎn)方式 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 35 Ａ — 過(guò)濾器， B— 流量計(jì)， C— 壓力計(jì)， D— 蒸發(fā)爐， E— 純化爐， F— 吸收柱， G— 閥，Ｈ — 活性碳柱，I— 活性碳測(cè)量柱， J— 真空泵 圖 25 131I干法生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖 干法生產(chǎn)裝置主要包括加 熱蒸餾 、 堿液吸收 、 廢氣處理 三部分組成。 ② 堿液吸收裝置 由兩級(jí)堿液吸收柱組成。 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 除此之外，操作的工作箱或熱室需配置除碘過(guò)濾器。 B 是 間歇循環(huán)回路法 。 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。 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。它通常用每 100次核裂變產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物原子數(shù)來(lái)表示（ %）。乏燃料的后處理主要目的是 回收235U，并提取軍用核素 239Pu。 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。 下面以日本開(kāi)展的裂變 99Mo生產(chǎn)為例介紹裂變裂變99Mo生產(chǎn)技術(shù)。s 1~3 1013cm2 冷卻時(shí)間 ： 2d。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 47 c 輻照后 235U靶件的處理 靶件用 10mol在靶件 溶解時(shí) 131I和 133Xe等放射性氣體釋放出來(lái) ，經(jīng)堿液吸收塔吸收 131I后，含 133Xe的放射性氣體經(jīng)過(guò)液氮冷卻的分子篩，以捕集 133Xe。 向反萃液加入 NaNO2以除去溶液中的 H2O2，并通過(guò)蒸餾辦法減小反萃液體積。L1的稀硝酸和水洗滌色譜柱，再用 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。 裂變同位素生產(chǎn)過(guò)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(lái)。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(wú)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。 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。 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