一种铀核素自动提取装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种铀核素自动提取装置与方法，其中，装置包括溶靶器

【技术实现步骤摘要】
一种铀核素自动提取装置与方法


[0001]本专利技术属于放射性核素制备
，具体涉及一种用于从辐照钍靶料中提取出基本上不含杂质的铀核素溶液的装置与方法
。

技术介绍

[0002]铀同位素在核工业领域具有多种用途
。
例如，铀
‑
233
作为稀释剂标准物质在核燃料循环后处理
、
放化分析等领域的铀精密准确测量中具有不可替代的作用
。
与此同时，铀
‑
233
是钍基熔盐堆的关键核心材料，已广泛应用于新型核能开发
。
此外，铀
‑
233
还可做为发生器原料用于重要医用核素锕
‑
225
的制备
。
[0003]研究已经表明，铀
‑
233
主要通过反应堆热中子辐照钍
‑
232
靶材生成
。
钍
‑
232
靶材经过反应堆辐照生成铀
‑
233
的过程中还会产生大量的裂变产物元素，因此，辐照后
Th
‑
232
靶材化学成分复杂
。
这样，就必须把铀
‑
233
核素产物从辐照钍
‑
232
靶材中提取分离出来
。
典型地，辐照钍靶材需经溶解
、
化学分离等过程从具有众多核素的辐照靶材中提取分离基本上不含杂质的铀核素
。
[0004]目前有些文献公开了从辐照钍
‑
232
靶材中提取铀核素的分离方法，例如
Thorex
流程和
Interim
‑
23
流程等
。
辐照后的钍
‑
232
靶材放射性强度很大，在铀核素提取时，很重要的一点便是必须努力减低操作者暴露在辐射中
。
因此，应该将铀核素提取系统放置于屏蔽箱室内
。
然而，目前公开的用于铀核素的自动化提取装置国内外均未见报道
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题是提供一种实现辐照后钍靶材复杂基体中铀核素的简便
、
高效
、
自动化提取装置和方法
。
[0006]本专利技术的适用于一种铀核素自动化提取装置，其特征是：所述的铀核素自动提取装置包括溶靶器
、
调酸器
、
提取器
、
净化器
、
废液罐
、
产物罐
、
控制系统及屏蔽箱，溶靶器
、
调酸器
、
提取器
、
净化器
、
废液罐
、
产物罐通过液体输送管及阀门连接，液体输送动力由蠕动泵提供；
[0007]所述的溶靶器包括依次设置的溶解瓶
、
冷凝管
、
抽气泵
、
吸收瓶，溶解瓶具有至少两个端口，第一个端口与冷凝管连接，第二个端口通过输送管与调酸器连接；冷凝管下端与溶解瓶连接，上端通过输送管与抽气泵连接；抽气泵具有两个端口，第一个端口通过输送管与冷凝管连接，第二个端口通过输送管与吸收瓶连接；吸收瓶具有两个端口，第一个端口通过输送管与抽气泵连接，第二个端口与大气相通；溶解瓶放置在磁力搅拌加热器上；
[0008]所述的调酸器包括调酸瓶
、
电磁搅拌器
、
非接触式液位传感器；调酸瓶具有两个端口，第一个端口通过输送管与溶解瓶连接，第二个端口通过输送管与第一中转瓶连接；非接触式液位传感器通过光学信号检测调酸瓶中液体体积；
[0009]所述的提取器包括第一中转瓶
、
分离柱；第一中转瓶具有两个端口，第一端口通过输送管与调酸瓶连接，第二个端口通过输送管与分离柱下端进液口连接；分离柱上端出液
口通过输送管经电磁多通阀与废液罐及第二中转瓶连接
。
[0010]所述的净化器包括第二中转瓶
、
净化柱；第二中转瓶具有两个端口，第一端口通过输送管与分离柱连接，第二个端口通过输送管与净化柱下端进液口连接；净化柱上端出液口通过输送管经电磁多通阀与废液罐及产物罐连接
。
[0011]进一步的，辐射屏蔽箱封闭着所述的溶靶器
、
调酸器
、
提取器
、
净化器
、
废液罐
、
产物罐
。
[0012]进一步的，控制系统设置在辐射屏蔽箱外，与辐射屏蔽箱内所述部件电连接；通过控制系统控制电磁搅拌加热器
、
非接触式液位传感器
、
蠕动泵和电磁阀门开关等，实现对该装置的远程控制和自动化操作，优选地，是一个能够执行指令的微处理器
。
[0013]进一步的，所述的分离柱为阴离子树脂交换柱，净化柱为阳离子树脂交换柱；所述的连接管线的材质为聚四氟乙烯，溶解瓶
、
冷凝管
、
吸收瓶
、
分离柱
、
净化柱
、
中转瓶
、
废液罐及产品罐的材质为石英玻璃
。
[0014]另外，本专利技术提供一种使用本专利技术记载的铀核素自动化提取装置，从辐照钍靶料中提取铀核素的方法，步骤包括：
[0015]将辐照钍靶料转移至溶解瓶中；
[0016]通过控制系统按照编程指令有序启动蠕动泵和开关电磁阀等，将溶解液转移至溶解瓶中，通过加热磁力搅拌器加热实现钍靶料溶解，利用抽气泵实现溶解过程中尾气的定向流动并通过吸收瓶吸收；
[0017]钍靶料完全溶解后，利用蠕动泵将溶解液转移至调酸器中进行体积标定和酸度调节；
[0018]将酸度调节后的溶解液利用蠕动泵转移至分离柱，铀核素吸附于分离柱中的阴离子交换树脂上，杂质核素随溶液流出，利用洗涤液淋洗分离柱上残留的杂质核素，将铀核素从分离柱上洗提；
[0019]将洗提出的铀核素通过净化柱，从净化柱上洗提出铀核素，形成上不含杂质的铀核素溶液
。
[0020]进一步的，所述溶解瓶内盛装的溶解液为浓盐酸
。
[0021]进一步的，所述溶解瓶放置在加热磁力搅拌器上，通过加热和搅拌作用使辐照靶料加速溶解，并保证溶解液浓度均匀
。
[0022]进一步的，所述分离柱内填装强酸型阴离子交换树脂，洗涤时用
10
个柱体积洗涤液洗涤，再用
15
个柱体积洗脱液洗脱铀核素
。
[0023]进一步的，所述的净化柱内填装强酸型阳离子交换树脂，洗脱时用
20
个柱体积洗脱液洗脱铀核素
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种铀核素自动化提取装置，其特征是：所述的铀核素自动提取装置包括溶靶器
、
调酸器
、
提取器
、
净化器
、
废液罐
(13)、
产品罐
(14)、
控制系统及屏蔽箱，溶靶器
、
调酸器
、
提取器
、
净化器
、
废液罐
(13)、
产品罐
(14)
通过液体输送管及阀门连接，液体输送动力由蠕动泵Ⅰ提供；所述的溶靶器包括依次设置的溶解瓶
(1)、
冷凝管
(2)、
抽气泵Ⅱ、
吸收瓶
(3)
，溶解瓶
(1)
具有至少两个端口，第一个端口与冷凝管
(2)
连接，第二个端口通过输送管与调酸器连接；冷凝管
(2)
下端与溶解瓶
(1)
连接，上端通过输送管与抽气泵Ⅱ连接；抽气泵Ⅱ具有两个端口，第一个端口通过输送管与冷凝管
(2)
连接，第二个端口通过输送管与吸收瓶
(3)
连接；吸收瓶
(3)
具有两个端口，第一个端口通过输送管与抽气泵Ⅱ连接，第二个端口与大气相通；溶解瓶
(1)
放置在磁力搅拌加热器
(4)
上；所述的调酸器包括调酸瓶
(6)、
电磁搅拌器
(7)、
非接触式液位传感器
(8)
；调酸瓶
(6)
具有两个端口，第一个端口通过输送管与溶解瓶
(1)
连接，第二个端口通过输送管与第一中转瓶
(9)
连接；非接触式液位传感器
(8)
通过光学信号检测调酸瓶
(6)
中液体体积；所述的提取器包括第一中转瓶
(9)、
分离柱
(10)
；第一中转瓶
(9)
具有两个端口，第一端口通过输送管与调酸瓶
(6)
连接，第二个端口通过输送管与分离柱
(10)
下端进液口连接；分离柱
(10)
上端出液口通过输送管经电磁多通阀与废液罐
(13)
及第二中转瓶
(11)
连接
。
所述的净化器包括第二中转瓶
(11)、
净化柱
(12)
；第二中转瓶
(11)
具有两个端口，第一端口通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢翔，郭继军，吴牧晓，刘国平，卓连刚，涂俊，李刚，林青川，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院核物理与化学研究所，
类型：发明
国别省市：