Радиоактивная керамика

 

Использование: изготовление источников ионизирующего излучения для медицинских целей. Сущность изобретения: предлагается радиоактивная керамика, представляющая собой сложный оксид радиоактивного цезия и двух многовалентных элементов при следующем соотношении компонентов, мас.%: цезий 32,5-54,6; ниобий 15,2-22,6; вольфрам 30,2-44,9. 1 табл.

(5!)5 G 21 G 4/00

К ПАТЕНТУ

ЬЭ

О

О

О о ос

1 (">

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5002526/25 (22) 11,09,91 (46) 07,09.93. Б юл. N. 33 — 36 (75) Клапшин Ю,П,. Крюкова А,И. (73) Нижегородский государственн4й университет им. Н.И.Лобачевского (56) Сытин В,П., Теплов Ф,Г„Череватенко

Г.А. Радиоактивные источники ионизирующих излучение. — М.: Энергоатомиздат, 1984, с,64, 66.

Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков. — М.: Энергия, 1976. с.29.

Изобретение относится к ядерной технике и может быть применено при изготовлении малогабаритных цезиевых источников ионизирующего излучения большой удельной активности, предназначенных для использования в медицине.

Наибольшее практическое применение среди матриц, фиксирующих радиоактивный цезий, имеет хлорид цезия (1). Однако хлорид цезия хорошо растворим в воде, поэтому при изготовлении и эксплуатации радиоактивных источников на его основе всегда существует потенциальная опасность радиоактивного загрязнения окружающей среды в случае разгерметизации источника, Указанный недостаток устраняется при использовании в качестве цезийсодержащей матрицы поллюцита (Сз20 AlzOz 43102) (2). получаемого по керамической технологии, например (3). взятого нами в качестве прототипа.

Недоста гком данной керамики является низкая по граннен ю с хлоридом цезия кон„, ЕЫ 2000616 C (54) РАДИОАКТИВНАЯ КЕРАМИКА (57) Использование: изготовление источников ионизирующего излучения для медицинских целей. Сущность изобретения: предлагается радиоактивная керамика, представляющая собой сложный оксид радиоактивного цезия и двух многовалентных элементов при следующем соотношении компонентов, мас.-,ь: цезий 32,5-54,6; ниобий 15,2 — 22,6; вольфрам 30,2-44,9. 1 табл. центрация цезия, что приводит к снижению ее удельной активности в случае использования радиоактивного изотопа цезия.

Целью изобретения является увеличение концентрации цезия.

В керамике, являющейся сложным оксидом цезия и двух многовалентных элементов, в отличие от прототипа, в качестве многовалентных элементов используют;,ниобий и вольфрам при соотношении компонентов, мас. (,;

Цезий 32,5-54,6

Ниобий 15,2 — 22,6

Вол ьфрам 30,2-44,9

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый состав керамики отличается от известного введением новых компонентов, а именно: ниобия и вольфрама. Таким образом. заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что ниобий и вольфрам извегтны. однако их

2000616 использование для создания радиоактивной керамики по нашим сведениям неизвестно. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия", B ННГУ нет возможности для работы с радиоактивными веществами, имеющими большую удельную активность; известно, что свойства соединений радиоактивных и стабильных изотопов любого химического элемента идентичны, поэтому эксперименты проводились с нерадиоактивными соединениями цезия.

Пример 1. Смесь разлагающихся при нагревании до оксидов соединений цезия, ниобия и вольфрама. содержащую 32,5 мас. цезия, .22,.6 мас..7ь ниобия и 44,9 мас,% вольфрама обжигают при 700 С в течение 4 ч. При меньших температуре и времени обжига реакция между веществами протекает неполностью и в конечном продукте содержатся примеси исходных оксидов. При большей выдержке реакция протекает пол ностью, но увеличиваются энегозатраты. Продукт охлаждают и анализируют химическим и рентгенофазовым методами. Полученное соединение химически инертно, не растворяется в воде, имеет структуру природного минерала пирохл,ора и состав СзМЬВ/Ог, или

0,5Сзг0 0,5й ЬгОз ЮОз.

При замене стабильного изотопа цезия на радиоактивный (Cs) получим радиоакзт тивное соединение, рассчитанное значение удельной активности которого приведено в таблице.

Пример 2, Смесь, содержащую 41 9 мас. цезия. 19,5 мас,% ниобия и 38,6 мас. вольфрама, обжигают при 800 С в течение 3 ч, Охлажденный продукт не растворяется ни в воде, ни в концентрированных кислотах и их смесях и имеет состав

0,75СзгО 0,5ЙЬг05 М/Оз.

Пример 3. Смесь, содержащую 49 мас.7(, цезия, 17,1 мас. (, ниобия и 33,9 мас.$ вольфрама, обжигают при 700 С в течение 4 ч. Охлажденный продукт химически инертен и не растворяется ни в каких растворителях. Состав продукта соответствует формуле СзгО 0,5Nbz05 М/Оз.

Пример 4. Смесь, содержащую 51,8 мас. ф, цезия, 16,2 мас. ниобия и 32 мас. вольфрама, обжигают при 700" С в течение

4 ч. Полученный продукт не растворяется в воде и других растворителях и имеет состав

1,12СзгО 0,5ИЬгОз И/Оз.

Пример 5. Смесь, содержащую 54,6 мас. цезия, 15,2 мас, ниобия и 30,2 мас. ) вольфрама. обжигают при 800 С в течение 3 ч. Полученный продукт так же, как и в других примерах, химически инертен и не растворим в воде. Состав полученного продукта 1,25Сзг0.0.5йЬгОз.М/03.

Если в исходной смеси содержится цезий менее 32,5 мас,, то концентрация цезия в керамике уменьшается и будет близка к керамике по прототипу.

Пример 6. Смесь, содержащую 27,8 мас. цезия, 24,2 мас, ниобия и 48,0 мас, вольфрама, обжигают при 700 С в течение 4 ч. Синтезированный продукт имеет состав 0,4СзгО 0,5МЬг05 В/Оз.

В случае содержания цезия в исходной смеси более 54.6 мас., часть цезия не входит к керамику и теряется.

Пример 7. Смесь. содержащую 57,4 мас. цезия, 14,3 мас. ниобия и 28.3

25 мас. вольфрама, обжигают при 700 С в течение 4 ч, Синтезированный продукт имеет состав 1,25 СзгО 0,5ИЬг05 И/оз. В процессе синтеза 11,5 мас, g цезия теряется.

В таблице приведено сравнение концентрации цезия в заявляемой керамике и керамике по прототипу (СзгО А!гОз 4510г), Как видно из таблицы, концентрация цезия в заявляемой керамике, а следовательно и ее удельная активность, на 30 — 140

35 выше, чему керамики по прототипу. Использование заявляемого изобретения позволит уменьшить размер цеэиевого радиоактивного источника, что важно для медицины, или при тех же размерах увеличить его

40 удельную активность.

Формула изобретения

Радиоактивная керамика, содержащая сложный оксид радиоактивного цезия и двух многовалентных элементов, о т л и ч а45 ю щ а я с я тем, что в качестве многовалентных элементов используют ниобий и вольфрам при следующем соотношении компонентов в исходном продукте, мас. ;

Цезий 32,5 — 54,65

50 Ниобий 15,2 — 22,6

Вольфрам 30,2 — 44,9

2000616

* В последнем столбце таблицы приведена удельная активность кеоамики при использовании в процессе ее получения оксида радионуклида Сз, Составитель Ю.Клапшин

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор Т.Юрчикова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3079

Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101