本发明专利技术公开一种高比活度放射源芯靶，在核反应堆芯中吸收中子而生产放射性同位素，其包括基体、套管及吸收中子而生产放射性同位素的放射性源针，基体呈中空结构并形成气腔，环绕基体的径向均匀开设有源针槽并形成一层辐照源层，同一辐照源层上的源针槽环绕形成圆，圆的圆心位于气腔的中心轴线上，基体的轴向具有至少两层辐照源层，层之间相互等间距的平行设置，同一辐照源层的源针槽呈对称的插设有源针，基体呈密封的装于套管内，气腔充入氦气；另，本发明专利技术还公开一种具有高比活度放射源芯靶的放射性棒及新型阻流塞组件，该组件既能限制反应堆堆芯冷却剂旁通流量，又能生产放射性同位素，经济效益显著，能极大的满足工业、农业及医用的需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种核反应堆用组件，尤其涉及一种能生产放射性同位素的高比活度放射源芯靶、放射性棒及新型阻流塞组件。
技术介绍
放射性同位素广泛应用于工业、农业、医学和科研等各个领域。目前的同位素生产主要依赖于重水反应堆、低功率的研究用反应堆或加速器，国内生产一部分，间或从国外进口一部分，但依然货源匮乏，难以满足日益增长的需求。常用的放射性同位素包括钴-60、铯-137、铱-192等。以钴放射性同位素为例，钴-59在反应堆内辐照适当时间，钴-59通过吸收一个中子，即可获得高比活度的钴-60。钴-60是核技术应用中最常用的放射性同位素，发射能量为1.17MeV和1.33MeV的γ射线或者0.315MeV的β射线，半衰期为5.27年。压水堆是技术成熟、运行安全、经济实用的堆型。国际上，压水堆核电厂装机总容量约占所有核电厂各类反应堆总和的60%以上；我国目前已经投入商业运行和正在建造的核电机组中，压水堆堆型占90%以上。怎么利用核电厂中的核反应所产生的中子来生产放射性同位素，也成为核电技术人员所关注的问题。上海核工程研究设计院于2008年提出了利用重水堆钴调节棒组件生产放射性同位素钴的一项中国专利技术专利申请，其公开号为CN101252025A，专利技术名称为:重水堆钴调节棒组件；由于该技术应用于重水堆中且束缚于其调节作用的调节棒上，因此存在以下缺陷:(1)调节棒作为调节堆芯反应性的一种控制棒，当反应堆工况发生变化而需要用调节棒进行调节时，不可避免地使该调节棒时常抽出或插入堆芯，对束缚有钴的调节棒中的钴靶件而言，存在辐照剂量不稳定的现象；(2)用束缚有钴的调节棒替代不锈钢调节棒起到调节反应性的功能，对反应堆运行有影响，需对核特性、热工、辐照安全等进行多项分析和合理设计，论证工作量大且复杂;(3)在重水堆中用束缚有钴的调节棒替代不锈钢调节棒，需要在束缚有钴的调节棒周围设置厚重的放射性屏蔽防护装置，对生物起到屏蔽作用；(4)该技术仅适用于重水堆，国内外核电厂使用重水堆的非常少，我国目前仅只有两座，应用范围有限，使钴放射源的生产数量受限，难以满足医用或工、农业广泛应用市场的需求。目前而言，压水堆是技术成熟、运行安全、经济实用的堆型，国际上，压水堆核电厂装机总容量约占所有核电厂各类反应堆总和的60%以上；我国目前已经投入商业运行和正在建造的核电机组中，压水堆堆型占90%以上。基于上述因素考虑，本申请人希望在压水堆中生产放射性同位素，并利用压水堆使用广泛的特点，来实现放射性同位素的大量生产，以满足工业、农业及医用的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的一在于提供一种在核反应堆芯中吸收中子而生产放射性同位素的高比活度放射源芯靶。本专利技术的目的二在于提供一种在核反应堆芯中吸收中子而生产放射性同位素的放射性棒。本专利技术的目的三在于提供一种既能限制反应堆堆芯冷却剂旁通流量，又能生产放射性同位素的用于压水堆制备放射源的新型阻流塞组件。为实现上述目的，本专利技术提供的高比活度放射源芯靶，在核反应堆芯中吸收中子而生产放射性同位素，其包括基体、套管及吸收中子而生产放射性同位素的放射性源针，所述基体呈中空结构的圆柱状，所述中空结构形成气腔，环绕所述基体的径向均匀开设有源针槽并形成一层辐照源层，同一辐照源层上的源针槽环绕形成圆，所述圆的圆心位于所述气腔的中心轴线上，所述基体的轴向具有至少两层辐照源层，所述辐照源层之间相互等间距的平行设置，同一辐照源层的源针槽呈对称的插设有所述放射性源针，所述基体呈密封的封装于所述套管内，所述气腔充入氦气。较佳地，所述高比活度放射源芯靶还包括连接件，所述连接件包括本体，所述本体向外延伸形成连接部，所述连接部呈可拆卸的插入所述套管的端部并将所述基体密封于所述套管内。较佳地，所述连接部插入所述套管的端部呈可拆卸的啮合连接。较佳地，所述连接部向外凸伸形成与所述气腔对应的凸头，所述凸头对应插入所述气腔中固定所述基体，所述基体与所述套管之间形成间隙。较佳地，相邻的所述辐照源层的源针槽呈交错的分布。较佳地，所述放射性源针的表面还包覆一层镀镍膜。较佳地，每层所述辐照源层上的源针槽的数量为A，其中A为偶数的自然数且4 < A < 12。较佳地，所述辐照源层的数量为B，其中B为自然数且50彡B彡150。较佳地，所述放射性源针为钴源针、铯源针、铱源针、钼源针、氚源针、碳源针、镍源针、铁源针、砸源针、锑源针、镱源针、铥源针、铊源针、钋源针或钚源针。较佳地，所述放射性源针呈针形结构。较佳地，所述放射性源针的直径介于1.00mm-5.00mm之间，长度介于1.0Omm-7.00mm 之间。较佳地，所述放射性源针的重量介于0.005g-0.lg之间。较佳地，所述高比活度放射源芯革E的长度介于100.00mm-300.00mm之间。本专利技术提供的放射性棒，包括呈中空结构的包壳管，其还包括上述所述的高比活度放射源芯靶，所述高比活度放射源芯靶呈叠加对接的密封于所述包壳管内，相邻叠加对接的所述高比活度放射源芯靶之间呈可拆卸的连接。较佳地，相邻叠加对接的所述高比活度放射源芯靶之间呈可拆卸的啮合连接。较佳地，所述包壳管呈中空结构，所述中空结构的两端分别设置一间隔板，两所述隔板之间的中空结构形成收容腔，所述高比活度放射源芯靶呈叠加对接的设置于所述收容腔中。较佳地，所述收容腔的长度介于1000.00mm-3500.00mm之间。较佳地，所述包壳管的上端藉由一上端塞密封，所述包壳管的下端藉由一下端塞密封。本专利技术提供的新型阻流塞组件，用于压水堆制备放射源，其中，所述新型阻流塞组件包括连接板及在压水堆的核反应堆芯中吸收中子而生产放射性同位素的放射性棒，所述放射性棒如上述所述，所述连接板具有安装所述放射性棒的安装部，所述安装部呈分散分布，所述放射性棒呈悬空的对应安装于所述安装部上，所述放射性棒之间相互平行。较佳地，所述新型阻流塞组件还包括中心导向筒，所述中心导向筒的上端呈上下滑动且弹性的卡设于一压紧件的中心处，所述中心导向筒的下端与所述连接板固定连接。较佳地，所述新型阻流塞组件还包括销钉，所述销钉的上端固定于所述压紧件上，所述中心导向筒呈竖直开设有导向槽，所述销钉的下端呈上下滑动的卡设于所述导向槽内。较佳地，所述新型阻流塞组件还包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧套设于所述中心导向筒外并位于所述压紧件与所述连接板之间。较佳地，所述连接板贯穿开设有流水孔。与现有技术相比，由于本专利技术将现有安装于连接板上的不锈钢阻流塞棒用具有高比活度放射源芯靶的放射性棒进行替换，从而形成新型阻流塞组件，其中该高比活度放射源芯靶在核反应堆芯中吸收中子而生产高比活度的放射性同位素，并且替换不锈钢阻流塞棒的放射性棒具有与不锈钢阻流塞棒同样的限制堆芯冷却剂旁通流量的功能，同时该放射性棒由于具有高比活度放射源芯靶，因此该放射性棒还能生产高比活度的放射性同位素，因此本专利技术的新型阻流塞组件不影响限制堆芯冷却剂旁通流量的原始功能；并且本专利技术的新型阻流塞组件作为堆芯的固定式相关组件，不参与堆芯反应性的调节，因而在制备放射性同位素的同时不影响反应堆的安全运行；同时本专利技术的新型阻流塞组件中的放射性源针(即靶件)位于堆芯活性段内，始终处于堆芯辐照区，辐照剂量稳定，放射性同位素品质高，利用压水堆制备高比活度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高比活度放射源芯靶，在核反应堆芯中吸收中子而生产放射性同位素，其特征在于：包括基体、套管及吸收中子而生产放射性同位素的放射性源针，所述基体呈中空结构的圆柱状，所述中空结构形成气腔，环绕所述基体的径向均匀开设有源针槽并形成一层辐照源层，同一辐照源层上的源针槽环绕形成圆，所述圆的圆心位于所述气腔的中心轴线上，所述基体的轴向具有至少两层辐照源层，所述辐照源层之间相互等间距的平行设置，同一辐照源层的源针槽呈对称的插设有所述放射性源针，所述基体呈密封的封装于所述套管内，所述气腔充入氦气。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张勇，曾献，高鑫鑫，吕阳，孙吉良，李冬生，林继铭，
申请(专利权)人：中科华核电技术研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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