Контейнер для облучения делящихся материалов

 

Использование: изобретение относится к технике и оборудованию для получения изотопов из делящихся материалов, в частности для получения молибдена-99 и ксенона-133, применяемых в современной медицинской диагностике. Сущность изобретения: контейнер для облучения делящихся материалов содержит корпус с двойными кольцевыми стенками, торцевые кольцевые заглушки и облучаемый делящийся материал, размещенный между стенками в кольцевой полости корпуса. Облучаемый делящийся материал, например уран-235, равномерно распределен в объеме матрицы, выполненной в виде втулки, втулка установлена с зазорами с внутренними поверхностями кольцевой полости корпуса, зазоры заполнены контактным материалом, а по обоим торцам втулки расположены кольцевые полости. В качестве контактного материала в зазорах выбран магний, а в качестве материала матрицы втулки - оксид металла, например оксид магния. Положительный эффект заключается в равномерном распределении по объему делящегося материала, улучшении условий теплосъема, локализации летучих радионуклидов и повышении безопасности работы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике и оборудованию для получения изотопов из делящихся материалов, в частности, для получения молибдена- 99 и ксенона-133, применяемых в современной медицинской диагностике.

Известен контейнер для облучения делящихся материалов (1), содержащий корпус и облучаемую мишень, размещенную в корпусе. Конструкция контейнера представляет собой металлический корпус чехол, внутрь которого помещен разъемный металлический вкладыш. Внутри вкладыша размещена кварцевая ампула с исходным материалом. После сборки крепление деталей осуществляется с помощью сварки. Этот контейнер имеет ряд существенных недостатков, основными из которых являются: неудовлетворительный теплосъем и как следствие ухудшение качества продукта из-за перегрева и спекания делящегося материала; повышение давления внутри упаковки, которое может привести к ее разгерметизации и выбросу газов, осколков деления в окружающую среду; маленькая объемная загрузка (единичная на один контейнер-упаковку) делящегося исходного материала.

Наиболее близким техническим решением является контейнер для облучения делящихся материалов (2). Он взят в качестве прототипа. Контейнер имеет цилиндрический корпус, закрываемый герметично пробкой. Внутри корпуса находится мишень из урана-235. Контейнер подвергают облучению в нейтронном поле ядерного реактора. В результате облучения образуется осколочный молибден-99, который в последующем извлекают и направляют для зарядки генераторов технеция-99. Основными недостатками контейнера для облучения делящихся материалов являются: неравномерное распределение делящегося материала по объему, что ведет к местному перегреву контейнера и в дальнейшем к его разгерметизации; плохие условия теплосъема, что ведет к перегреву мишени; накопление несвязанных летучих радионуклидов, например йода, внутри контейнера, которые при разделке ухудшают экологическую обстановку.

Задачей изобретения являлось устранение перечисленных выше недостатков: повысить равномерность распределения делящегося материала по объему контейнера; улучшить условия теплосъема; локализовать (связать химически) летучие радионуклиды внутри контейнера.

Для достижения указанного технического результата предлагается контейнер для облучения делящихся материалов, который содержит корпус с двойными кольцевыми стенками с торцевыми заглушками, облучаемый делящийся материал, например уран-235, равномерно распределенный в объеме матрицы, который размещен в зазоре между стенками и выполнен в виде втулки, втулка установлена с зазорами по отношению к кольцевой полости и торцевыми заглушками, причем зазоры заполнены контактным материалом, связывающим летучие радионуклиды, с образованием кольцевых полостей между торцевыми заглушками и поверхностями контактного материала. В качестве контактного материала в зазорах выбран магний. В качестве материала матрицы втулки выбран оксид металла, например оксид магния. Делящийся материал в виде порошка равномерно перемешивают с порошком матрицы из оксида металла, а затем проводят холодное прессование этих смесей с получением втулки. Втулку устанавливают с зазорами, как описано выше, а зазоры заполняют контактным материалом магнием. В процессе облучения уран-235 делится с образованием осколков деления, в том числе и изотопов йода. Магний химически связывает йод и во время разделки (переработки) такого облученного контейнера не происходит выброса летучих продуктов урана-235.

На чертеже представлен общий вид контейнера для обучения делящихся материалов. Контейнер содержит наружную оболочку 1, внутреннюю оболочку 2, торцевые заглушки 3, втулку 4, контактный материал 5 и кольцевые полости 6.

Контейнер для облучения делящихся материалов работает следующим образом. Контейнер загружают в канал ядерного реактора и производят облучение. В результате облучения урана-235 происходит наработка изотопа молибдена-99 и одновременно образуются летучие изотопы йода, которые из втулки 4 поступают к контактному материалу (магнию) 5. Происходит химическое взаимодействие йода с магнием. В результате разделки такого контейнера в горячей камере не происходит выброса йода, так как он находится в химически связанном состоянии с магнием.

Использование изобретения позволит создать контейнер для облучения делящихся материалов с равномерно распределенным по объему делящимся материалом, улучшить условия теплосъема, локализовать летучие радионуклиды и повысить безопасность работы.

Формула изобретения

1. Контейнер для облучения делящихся материалов, содержащий корпус, полость для размещения облучаемого материала, отличающийся тем, что корпус содержит двойные кольцевые стенки с торцевыми заглушками, облучаемый делящийся материал, например U-235, равномерно распределенный в объеме матрицы, размещен в зазоре между стенками и выполнен в виде втулки, втулка установлена с зазорами по отношению к стенкам кольцевой полости и торцевыми заглушками, причем зазоры заполнены контактным материалом, связывающим летучие радионуклиды, с образованием кольцевых полостей между торцевыми заглушками и поверхностями контактного материала.

2. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве контактного материала в зазорах выбран магний.

3. Контейнер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве материала матрицы втулки выбран оксид металла.

4. Контейнер по п. 3, отличающийся тем, что в качестве оксида металла выбран оксид магния.

РИСУНКИ

Рисунок 1