磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于放射源制备技术领域，具体涉及一种磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置。其结构包括二维定位支架和设置在二维定位支架上的永磁体调控台面，所述的永磁体调控台面中部设有盛装沉积液的沉积槽，在沉积槽的两侧设有用于固定永磁体的磁铁固定板和用于调节永磁体位置的位移传动装置；在所述二维定位支架的上部设有电极，电极的下端安装阳极丝，阳极丝从沉积槽的顶部伸入到沉积液中；在沉积槽底部设有紧密接触的阴极沉积源片和阴极导出垫片，在所述阴极导出垫片底部连接阴极导出线，所述阴极导出线连接电源负极。采用该装置制备α放射源，在获得好的沉积效率和能量分辨率的同时，可以大大提高操作的安全性。

【技术实现步骤摘要】
磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置
本技术属于放射源制备
，具体涉及一种磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置。
技术介绍
α能谱法在锕系元素的定性和定量分析中起着重要的作用。目前，α能谱法已经广泛应用于各领域的放射性测量中，此如核保障分析、核安全、核裂变、核数据和环境检测等领域。在对α放射源进行α能谱测量时，测量的准确度主要依赖于所制备的α放射源的质量，高质量的固体放射源通常是放射性物质形成一种均匀一致的薄层。目前制备放射源的各种技术中电沉积法常用来制备极薄的固体放射源，这种制源方法的优势是，沉积率高、成本便宜。然而，在一些含有多种放射性核素的放射性物质中，这些放射性核素的能谱是叠加的，用传统电沉积方法制备的放射源在α能谱测量中能量分辨率不高，所以亟待建立一种能够明显的提高所制源的能量分辨率的新的制源方法和制源装置。
技术实现思路
本技术的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，以提高所制备α放射源的能量分辨率。本技术的技术方案如下：一种磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，包括二维定位支架和设置在二维定位支架上的永磁体调控台面，所述的永磁体调控台面中部设有盛装沉积液的沉积槽，在沉积槽的两侧设有用于固定永磁体的磁铁固定板和用于调节永磁体位置的位移传动装置；在所述二维定位支架的上部设有与电源正极相连的电极，电极的下端安装阳极丝，阳极丝从沉积槽的顶部伸入到沉积液中；在沉积槽底部设有紧密接触的阴极沉积源片和阴极导出垫片，在所述阴极导出垫片底部连接阴极导出线，所述阴极导出线连接电源负极。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述的用于调节永磁体位置的位移传动装置包括轴承座、丝杠和滑块，丝杠设置在轴承座上，滑块与丝杠螺纹连接，磁铁固定板固定在滑块上。更进一步，位于沉积槽两侧的位移传动装置对称设置。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述的二维定位支架包括底板和垂直固定架，永磁体调控台面安装在所述底板上，垂直固定架上设有呈水平状的垂直升降臂，垂直升降臂通过电动调节丝杠螺母传动装置实现上下移动，所述电极以及用于控制电极的电极旋转电机均设置在垂直升降臂上。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述的二维定位支架和永磁体调控台面均采用无磁性材料；永磁体材料选择钕铁硼，永磁体的N-S极方向垂直于沉积槽的轴线方向。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述沉积槽的底部通过螺纹底盖进行密封，螺纹底盖的中心开孔，在沉积槽底部螺纹底盖内从下向上依次设置阴极导出垫片和阴极沉积源片，所述阴极导出线从螺纹底盖的开孔引出。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述沉积槽的顶部设有倒圆锥形的防溅装置，圆锥形的顶端设有供阳极丝穿过的开口。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述沉积槽设置在沉积槽支架上，沉积槽支架安装在永磁体调控台面中部；所述沉积槽支架为上部设有凹槽的柱形结构，沉积槽置于所述凹槽内，在沉积槽支架的一侧设有供阴极导出线引出的小口。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述的沉积槽、螺纹底盖、防溅装置和沉积槽支架均可采用聚四氟乙烯材料或者玻璃材料。进一步，如上所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其中，所述的阴极导出垫片采用不锈钢材料；所述的阴极沉积源片采用304不锈钢或银材料。本技术的有益效果如下：(1)本技术不同于传统电沉积装置，在沉积槽外施加永磁体提供磁场，在该磁场和电场共存的情况下，产生一个洛伦兹力，该力能加快阴极表面的传质速率，减小扩散层的厚度，进而能使所制的α源沉积效率更高，能量分辨率更好。而且根据需要，还可以在沉积槽的两边对称地施加磁场。(2)由于永磁体为强磁，在操作过程中存在较大的危险性，通过永磁体调控台面可以方便的固定永磁体和调节永磁体距离沉积槽的位置，避免在操作过程中因强磁相吸而引起人员受伤或放射性溶液洒落的危险。因此在获得好的沉积效率和能量分辨率的同时，大大提高了操作的安全性。(3)本技术的高精度二维定位支架可固定沉积槽的位置，调节电极间距和阳极转速，与传统沉积方法相此，大大提高了实验精度和沉积效果的同时，也减小了操作人员接触放射性的几率，从而使操作更加方便安全。(4)在传统电沉积过程中搅拌溶液可以增大传值速率，进而使沉积物更多更快地沉积到阴极表面，用磁流体动力学电沉积装置制备放射源对于小型的电解池等微型装置可以不需机械搅拌，而能很好地进行混合、传质，制备出高分辨率的放射源，从而可以减少电能消耗节约能源资源。附图说明图1为本技术实施例中高分辨率α放射源制备装置的正面结构示意图；图2为本技术实施例中高分辨率α放射源制备装置的侧面结构示意图；图3为本技术实施例中沉积装置的结构示意图。图中，1-二维定位支架；2-永磁体调控台面；21-丝杠；22-滑块；23-轴承座3-沉积槽；31-阴极沉积源片；32-阴极导出垫片；33-螺纹底盖；34-防溅装置；4-永磁体；5-沉积槽支架；6-垂直升降臂；7-阴极导出线。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。本技术提供了一种磁流体动力学电沉积制备高分辨率α放射源的装置，该装置包括电源、沉积槽、沉积槽支架、防溅装置、高精度二维定位支架、永磁体、永磁体调控台面、铂阳极等。在二维定位支架上设置永磁体调控台面，永磁体调控台面中部设置盛装沉积液的沉积槽，沉积槽安装在沉积槽支架上，顶部设有防溅装置，在沉积槽的两侧设置用于固定永磁体的磁铁固定板和用于调节永磁体位置的位移传动装置。在二维定位支架的上部设置与电源正极相连的电极，电极的下端安装阳极丝，阳极丝从沉积槽的顶部伸入到沉积液中。在沉积槽底部设有紧密接触的阴极沉积源片和阴极导出垫片，在所述阴极导出垫片底部连接阴极导出线，所述阴极导出线连接电源负极。其中，电源选择直流稳流稳压电源，以满足恒电压电沉积和恒电流电沉积两种不同的沉积需求。永磁体材料选择钕铁硼，其典型组成为Fe65％，Nd33％，B1.2％，另有少量的Al、Nb、Dy和Co，它的最大磁能积可高达400KJ/m3或更高。永磁体形状为圆柱形，轴向充磁。永磁体为强磁，在沉积过程中，永磁体的放置方向为使其N-S极垂直沉积槽的轴线方向，且其与沉积槽的距离可以通过永磁体调控台面准确调控。在磁流体动力学电沉积制备放射源过程中，先将永磁体调控台面与高精度二维定位支架用螺栓固定，再将永磁体按一定的方向固定在永磁体调控台面上，然后将装有沉积液而且底部密封的沉积槽及其支架固定在永磁体调控台面上。最后将铂阳极丝固定在高精度二维定位支架上，并调节阳极与阴极沉积源片的距离和阳极的转速。实施例1如图1、图2所示，高精度二维定位支架1包括底板、垂直固定架、垂直升降臂，电极、电极旋转电机均设置在垂直升降臂6上，垂直升降臂6通过外置的控制器界面上的按钮进行调控操作，并可以通过电动调节丝杠螺母传动装置来实现其上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其特征在于：包括二维定位支架(1)和设置在二维定位支架上的永磁体调控台面(2)，所述的永磁体调控台面(2)中部设有盛装沉积液的沉积槽(3)，在沉积槽(3)的两侧设有用于固定永磁体(4)的磁铁固定板和用于调节永磁体位置的位移传动装置；在所述二维定位支架(1)的上部设有与电源正极相连的电极，电极的下端安装阳极丝，阳极丝从沉积槽(3)的顶部伸入到沉积液中；在沉积槽底部设有紧密接触的阴极沉积源片(31)和阴极导出垫片(32)，在所述阴极导出垫片(32)底部连接阴极导出线(7)，所述阴极导出线(7)连接电源负极。

【技术特征摘要】
1.一种磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其特征在于：包括二维定位支架(1)和设置在二维定位支架上的永磁体调控台面(2)，所述的永磁体调控台面(2)中部设有盛装沉积液的沉积槽(3)，在沉积槽(3)的两侧设有用于固定永磁体(4)的磁铁固定板和用于调节永磁体位置的位移传动装置；在所述二维定位支架(1)的上部设有与电源正极相连的电极，电极的下端安装阳极丝，阳极丝从沉积槽(3)的顶部伸入到沉积液中；在沉积槽底部设有紧密接触的阴极沉积源片(31)和阴极导出垫片(32)，在所述阴极导出垫片(32)底部连接阴极导出线(7)，所述阴极导出线(7)连接电源负极。2.如权利要求1所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其特征在于：所述的用于调节永磁体位置的位移传动装置包括轴承座(23)、丝杠(21)和滑块(22)，丝杠(21)设置在轴承座(23)上，滑块(22)与丝杠(21)螺纹连接，磁铁固定板固定在滑块(22)上。3.如权利要求1或2所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其特征在于：位于沉积槽(3)两侧的位移传动装置对称设置。4.如权利要求1所述的磁流体动力学电沉积法制备高分辨率α放射源的装置，其特征在于：所述的二维定位支架(1)包括底板和垂直固定架，永磁体调控台面(2)安装在所述底板上，垂直固定架上设有呈水平状的垂直升降臂(6)，垂直升降臂(6)通过电动调节丝杠螺母传动装置实现上下移动，所述电极以及用于控制电极的电极旋转电机均设置在垂直升降臂上。5.如权利要求1所述的磁流体动力学电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，林敏，徐利军，张卫东，陈义珍，罗瑞，夏文，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11