产生放射性同位素的气动靶辐照系统技术方案

一种用于对裂变反应堆的容器贯穿结构中的放射性同位素靶进行辐照的靶辐照系统，该靶辐照系统包括靶升降机组件，该靶升降机组件包括限定中心孔和开口底端的主体部分、设置在主体部分的中心孔内的中心管、可滑动地容纳在中心管内的靶篮、以及通过电缆连接至靶篮的绞盘，其中，所述靶篮配置为在其中接收放射性同位素靶，并在对放射性同位素靶进行辐照时被降到反应堆的容器贯穿结构中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】产生放射性同位素的气动靶辐照系统优先权要求本专利申请要求于2018年8月27日提交的美国临时专利申请62/723,328的优先权，该临时专利申请的公开内容通过引用结合在此。
当前公开的专利技术总体涉及用于辐照核反应堆中的放射性同位素靶的系统，更具体地说，涉及一种用于辐照重水慢化裂变型核反应堆中的放射性同位素靶的系统。
技术介绍
锝-99m(Tc-99m)是核医学(例如医学诊断成像)中最常用的放射性同位素。Tc-99m(m是亚稳定的)通常被注射到患者体内，并且在与某些设备一起使用时用于对患者的内部器官成像。但是，Tc-99m的半衰期仅为六(6)小时。因此，易获得的Tc-99m源至少在核医学领域中是特别令人感兴趣和/或需要的。鉴于Tc-99m的半衰期很短，Tc-99m通常在需要的地点和/或时间(例如在药房、医院等)通过Mo-99/Tc-99m发生器获得。Mo-99/Tc-99m发生器是一种用于通过使盐水流过钼-99材料而从衰变的钼-99(Mo-99)源提取锝的亚稳态同位素(即，Tc-99m)的装置。Mo-99不稳定，经过66小时的半衰期衰变为Tc-99m。Mo-99通常在高通量核反应堆中通过高浓缩铀靶(93％铀-235)的辐照产生，并经过随后的处理步骤之后被运送到Mo-99/Tc-99m发生器制造厂，以将Mo-99还原为可用形式，例如钼酸钛-99(Ti-Mo99)。随后将Mo-99/Tc-99m发生器从这些集中地点分发到全国各地的医院和药店。由于Mo-99具有很短的半衰期并且现有生产场所的数量有限，因此希望最大限度地减少将被辐照的Mo-99材料还原为可用形式所需的时间，并增加可发生辐照过程的场所的数量。因此，至少仍然需要一种用于及时地产生适合在Tc-99m发生器中使用的钼酸钛-99材料的系统和工艺。
技术实现思路
本公开的一个实施例提供了一种用于在裂变反应堆的容器贯穿结构中辐照放射性同位素靶的靶辐照系统，该靶辐照系统包括：靶升降机组件，该靶升降机组件包括限定中心孔和开口底端的主体部分、设置在主体部分的中心孔内的中心管、可滑动地容纳在中心管内的靶篮、以及通过电缆连接至靶篮的绞盘，所述靶升降机组件固定到反应堆的容器贯穿结构上；以及与靶升降机组件流体连通的靶通道，其中所述靶篮配置为经由靶通道在其中接收放射性同位素靶，并且在辐照放射性同位素靶时，靶篮被降到反应堆的容器贯穿结构中，所述靶升降机组件在与反应堆流体连通时形成反应堆的压力边界的一部分。结合在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的一个或多个实施例，并与文字说明一起用于解释本专利技术的原理。附图说明现在将在下文中参照附图更全面地说明本专利技术，在附图中示出了本专利技术的一些实施例，但不是全部实施例。实际上，本专利技术可按许多不同的形式实施，并且不应理解为局限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。图1是本公开的一个实施例的安装在CANDU(加拿大氘铀)反应堆上的靶辐照系统的透视图；图2A和2B分别是图1所示的靶辐照系统的靶舱的透视图和横截面图；图3A至3D是图1所示的靶辐照系统的靶转向器的局部剖视图；图4A和图4B至4I分别是图1所示的靶辐照系统的靶升降机组件的透视图和局部横截面图；图5A至5J是图1所示的靶辐照系统的示意图；和图6A和图6B至6H分别是图1所示的靶辐照系统的屏蔽容器装载器组件的透视图和局部剖视图。在本说明书和附图中重复使用的引用字符代表本公开的相同或相似的特性或元件。具体实施方式现在将在下文中参照附图更全面地说明本专利技术，在附图中示出了本专利技术的一些实施例，但不是全部实施例。实际上，本专利技术可按许多不同的形式实施，并且不应理解为局限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。除非在上下文中另行明确规定，否则在本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代。本专利技术的靶辐照系统100包括将暴露于反应堆(优选是CANDU(加拿大氘铀)反应堆)的核心内的反应堆中子流的元件、以及将附着于反应堆核心外的CANDU反应堆土建结构的元件。所述系统还包括设计为与其它系统元件接口的靶舱190(图2A和2B)。多个部件共同协作以构成系统，图1示出了安装在CANDU反应堆上的系统。如图1和图6A所示，核心内的靶辐照系统100优选包括新靶装载器110、路径转向器组件112(图3A至3D)、气闸150、靶升降机转向器组件180、包括靶输送管道390的气动靶输送系统、一个或多个靶升降机组件200(图4A至4I)、以及屏蔽容器装载器组件300(图5A至5H)，这些部件中的每个部件将在下文中更详细地说明。如图1和图4A所最佳地示出的，本专利技术的靶辐照系统100优选包括四个靶升降机组件200，该靶升降机组件200包括由不锈钢构成的主体部分202和由锆合金(即，Zircalloy-4)构成的靶篮250，靶升降机组件200被竖直插入到反应堆的反应性机构平台104上的现有贯穿结构中。优选用于安装靶升降机组件200的预定贯穿结构是停用调节器组件端口108，但是，在替代实施例中，靶升降机组件200可安装在满足安装规范的其它反应堆贯穿结构中。如图2A和2B所示，靶舱190是放射性同位素靶的运载器，在处于反应堆核心内时，它使得材料在为消除与腐蚀相关的劣化而设计的惰性环境中与环境介质隔离。靶舱190包括主体部分198和端盖192，所述端盖192优选由商业级锆合金构成，其它材料(例如钛-铝-钒(Ti-6Al-4V))是一种选择。端盖192焊接到主体部分198的两端，以提供防漏的内部隔室。靶舱190的形状能最大限度地提高气动输送管道390内的流通性能。图2A和2B示出了靶舱设计，其中采用天然钼194作为优选的靶材料，当然，也可使用富集的钼。为了确保靶舱190在反应堆中使用之前是安全的，并且为了保持其完整性，在制造期间采用全面的泄漏测试和检验过程。端盖192的封闭设计优选包括用于吸收靶舱190可能经受的端部力的特征(例如环形凸起196)，从而有助于确保焊接接头不会因输送期间的冲击力而劣化或失效。但是，应注意，在靶舱190的替代实施例中，可不使用环形凸起196。焊接接头、端盖192和主体部分198优选设计为使得它们不会因系统运行期间经受的压力而被拉长或卡住。请参考图5A，现在将论述靶辐照序列。如图5A所示，在靶辐照序列开始时，靶辐照系统100内的所有隔离阀都处于关闭位置。为了开始该序列，操作者首先将多个靶舱190(在此示例中为八个)装载到新的靶装载器110中，并确保路径转向器组件112配置为从新的靶装载器110接收新的靶舱190。另外请参考图3A至3D，转向器组件112包括限定内腔116的主体部分114，该内腔116配置为可旋转地接收圆柱形滚筒118。圆柱形滚筒118限定穿过其中的弯曲通道120，该弯曲通道120配置为将第一入口管140或第二入口管142与出口管138对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对裂变反应堆的容器贯穿结构中的放射性同位素靶进行辐照的靶辐照系统，包括：/n靶升降机组件，该靶升降机组件包括限定中心孔和开放底端的主体部分、设置在主体部分的中心孔内的中心管、可滑动地容纳在中心管内的靶篮、以及通过电缆连接至靶篮的绞盘，所述靶升降机组件附着到反应堆的容器贯穿结构上；和/n与靶升降机组件流体连通的靶通道，/n其中所述靶篮配置为经由靶通道在其中接收放射性同位素靶，并且在辐照放射性同位素靶时，靶篮被降到反应堆的容器贯穿结构中，所述靶升降机组件在与反应堆流体连通时形成反应堆的压力边界的一部分。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180827 US 62/723,3281.一种用于对裂变反应堆的容器贯穿结构中的放射性同位素靶进行辐照的靶辐照系统，包括：
靶升降机组件，该靶升降机组件包括限定中心孔和开放底端的主体部分、设置在主体部分的中心孔内的中心管、可滑动地容纳在中心管内的靶篮、以及通过电缆连接至靶篮的绞盘，所述靶升降机组件附着到反应堆的容器贯穿结构上；和
与靶升降机组件流体连通的靶通道，
其中所述靶篮配置为经由靶通道在其中接收放射性同位素靶，并且在辐照放射性同位素靶时，靶篮被降到反应堆的容器贯穿结构中，所述靶升降机组件在与反应堆流体连通时形成反应堆的压力边界的一部分。


2.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：TG昂德沃特，MA阿尔博伊诺，BD费希尔，A朗，
申请(专利权)人：BWXT同位素技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US