Радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии
Владельцы патента RU 2499312:
Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" ОАО НПО "ЦНИИТМАШ" (RU)
Изобретение относится к области радиоактивных источников, в частности к радионуклидным источникам гамма-излучения, и может найти применение для радиационной гамма-дефектоскопии. Заявленный радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии включает герметичную капсулу из ванадия, содержащую в качестве излучающего вещества облученный сплав селен-ванадий, причем облученный сплав селен-ванадий дополнительно содержит, по меньшей мере, один редкоземельный элемент, выбранный из группы: лантан, церий, самарий, неодим и гадолиний, при следующем соотношении компонентов, мас.%: ванадий 13-20, редкоземельный элемент из группы: лантан, церий, неодим, самарий, гадолиний 0,01-0,1, селен остальное. Технический результат заключается в снижении интенсивности взаимодействия излучающего вещества на основе селена с ванадиевой капсулой, повышении выхода годного при изготовлении источника излучения, обеспечении целостности, устойчивости формы и стабильности излучения источника на основе гамма-радиоактивного изотопа селена. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области радиоактивных источников, в частности, к радионуклидным источникам гамма-излучения, и может найти применение для радиационной гамма-дефектоскопии.
Известен способ изготовления радионуклидного источника гамма-излучения на основе селена, а также получен радионуклидный источник гамма-излучения, включающий герметичную капсулу из ванадия, содержащую облученный селен в качестве излучающего вещества (RU 2196364, G21G 4/04, опубликовано 10.01.2003).
Однако при облучении в атомном реакторе герметичной капсулы с селеном происходит ее интенсивный нагрев до температуры 250°С и выше. При достижении указанных температур расплав селена реагирует с ванадиевым корпусом капсулы, вызывая деформацию и разрушение при избыточном давлении внутри капсулы в процессе ее облучения. Причиной интенсивного взаимодействия расплава селена и ванадиевой капсулы является образование легкоплавкой эвтектики селена с ванадием с температурой плавления около 200°С.
Известен радионуклидный источник гамма-излучения из соединения ванадия и селена-75, в котором отношение содержания селена к содержанию ванадия составляет от 1:1 до 3:1, в виде сплава, полученного из смеси порошков селена и ванадия. Источник гамма-излучения размещен в капсуле из ванадия. Способ изготовления источника гамма-излучения включает получение смеси порошков ванадия и селена-74 в соответствующих пропорциях, последующее расплавление смеси и ее охлаждение, формирование таблетки, размещение ее в капсуле, герметизацию капсулы и ее облучение потоком нейтронов для преобразования стабильного селена-74 в радиоактивный селен-75 (RU 2221293, G21G 4/04, опубликовано 27.06.2003).
Недостатком известного источника излучения также высокая реакционная активность смеси селен-ванадий при известном отношении содержания селена к содержанию ванадия 1-3 и высокая вероятность разрушения капсулы при изготовлении и эксплуатации источника излучения. Указанные недостатки вызваны большой разницей температур плавления и давления паров компонентов (селена и ванадия), что приводит к сильной неоднородности состава источника, полученного известным способом его изготовления (смешение порошков, расплавление и охлаждение).
Задачей и техническим результатом изобретения является снижение интенсивности взаимодействия излучающего вещества на основе селена с ванадиевой капсулой, повышение выхода годного при изготовлении источника излучения, обеспечение целостности, устойчивости формы и стабильности излучения источника на основе гамма-радиоактивного изотопа селена.
Технический результат достигается тем, что радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии включает герметичную капсулу из ванадия, содержащую в качестве излучающего вещества облученный сплав селен-ванадий, причем облученный сплав селен-ванадий дополнительно содержит, по меньшей мере, один редкоземельный элемент, выбранный из группы: лантан, церий, самарий, неодим и гадолиний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| ванадий | 13-20 |
| редкоземельный элемент | |
| из группы: лантан, церий, неодим, | |
| самарий, гадолиний | 0,01-0,1 |
| селен | остальное |
Технический результат также достигается тем, что облученный сплав выполнен в виде смеси, полученной путем совместного размола порошков селена, ванадия и редкоземельного элемента, выбранного из группы, в высокоэнергетическом аттриторе при заданном количественном соотношении компонентов.
Хотя любой из редкоземельных элементов из группы: лантан, церий, неодим, самарий, гадолиний, создает постоянный радиационный фон радионуклидного источника гамма-излучения, его содержание в излучающем веществе достаточно мало и поэтому не снижает чувствительность радиационного контроля. При этом отношение содержания селена к содержанию ванадия в области 4:1-6,7:1 в присутствии, по меньшей мере, одного редкоземельного элемента из группы обеспечивает устойчивость излучающего вещества и стабильность излучения источника.
Изобретение иллюстрируется следующим примером. Сплав селен-ванадий-гадолиний, содержащий компоненты в заявленных концентрационных пределах, получают путем механического легирования при совместном размоле смеси порошков селена, ванадия и гадолиния в высокоэнергетическом аттриторе. Это обеспечивает химическое взаимодействие компонентов сплава без дополнительного нагрева (без расплавления) и исключает присутствие элементарного селена в препарате источника. Введение в сплав редкоземельного элемента из группы, в данном случае гадолиния, эффективно связывает остаточные газовые примеси кислорода и азота в порошках в процессе размола (механического легирования), обеспечивая чистую металлическую поверхность частиц порошков V и Se и соответственно полноту смешения и взаимодействия селена и ванадия. После обработки в аттриторе рентгеноструктурный анализ регистрирует наличие в полученном порошке фаз V2Se9 и VSe2 при отсутствии элементарного селена (в пределах чувствительности анализа). Последнее гарантирует отсутствие жидкой фазы при изготовлении и эксплуатации источника.
1. Радионуклидный источник излучения для радиационной гамма-дефектоскопии, включающий герметичную капсулу из ванадия, содержащую в качестве излучающего вещества облученный сплав селен-ванадий, отличающийся тем, что облученный сплав селен-ванадий дополнительно содержит, по меньшей мере, один редкоземельный элемент, выбранный из группы: лантан, церий, неодим, самарий и гадолиний, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| ванадий | 13-20 |
| редкоземельный элемент | |
| из группы: лантан, церий, | |
| неодим, самарий, гадолиний | 0,01-0,1 |
| селен | остальное |
2. Радионуклидный источник излучения по п.1, отличающийся тем, что облученный сплав выполнен в виде смеси, полученной путем совместного размола порошков селена, ванадия и редкоземельного элемента, выбранного из группы, в высокоэнергетическом аттриторе при заданном количественном соотношении компонентов.
