电磁同位素分离器系统及其分离方法技术方案

本发明专利技术提供一种电磁同位素分离器系统及其分离方法，电磁同位素分离器系统包括离子源子系统

【技术实现步骤摘要】
电磁同位素分离器系统及其分离方法


[0001]本专利技术属于电磁同位素分离器
，具体涉及一种电磁同位素分离器系统及其分离方法
。

技术介绍

[0002]自从上世纪
50
年代，电磁同位素分离器问世以来，所采用的都是磁质谱仪的原理，离子源都是产生
1+
电荷态的离子，所分离出的各种同位素并不都是所需要的同位素，而是需要的同位素和与同位素具有相同质荷比
(M/q)
和相同质能积
(ME)
的原子
、
分子离子的混合物
。
例如，从
Sr
中分离出
88Sr
，在收集
88Sr
+
的位置，第一存在同位素
87Sr
离子，它是
87Sr
峰的高能尾巴，与
88Sr
具有相同的
ME
值；第二存在
87SrH
+
、56Fe32S
+
、76Se12C
+
等分子离子；第三存在
176Hf
2+
等
2+
态的原子离子
。
第二和第三都属于分子或重核素它们与
88Sr+
具有相同的
M/q,
一同都被收集器所收集
。
这些都使得产品中的同位素丰度降低和杂质含量增高
。
[0003]现有电磁同位素分离器在
Sr
元素中分离出
88Sr
时，其质谱图中还存在同位素
87Sr
离子和
87SeH
+
、56Fe32S
+
、76Se12C
+
等分子离子
。
[0004]随着科学技术的快速发展，在材料科学
、
放射性诊疗药物和同位素示踪等领域对于高纯和超高纯同位素的需求越来越多
。
传统的电磁同位素分离器远远不能够满足需求
。
为了提高电磁同位素分离器产品中同位素丰度和降低产品中杂质含量
。
本专利技术提出一种基于多电荷态离子源的电磁同位素分离器方法与系统，其方法是首次将能够产生多电荷态的离子源应用到电磁同位素分离器上
。
多电荷态是指离子源能够剥离掉3个以上的电子，即
q≥3。
当离子源电离和引出多电荷态离子束流时，其中的分子离子全部被瓦解
。
因此，将显著提高产品中同位素的丰度比，以及明显降低杂质的含量
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够提高产品的同位素丰度比和降低产品中杂质含量的电磁同位素分离器系统及其分离方法
。
[0006]本专利技术提供一种电磁同位素分离器系统，其包括离子源子系统
、
加速与同位素分离子系统
、
以及同位素收集子系统；
[0007]所述离子源子系统包括一进样器
、
与所述进样器连接的一多电荷态离子源和一高压台架，所述进样器和多电荷态离子源设置在所述高压台架内；
[0008]加速与同位素分离子系统包括与所述多电荷态离子源连接的加速管部件以及与所述加速管部件连接的至少一磁铁部件；
[0009]所述接收器子系统包括与所述磁铁部件连接的多个法拉第杯；其中，所述磁铁部件设有并联的两套或两套以上磁铁部件
。
[0010]进一步地，并联的两套磁铁部件之间的磁极为异性磁极连接
。
[0011]进一步地，并联的两套磁铁部件磁极分别为北极
、
南极
、
北极
、
南极或南极
、
北极
、
南极
、
北极
。
[0012]进一步地，还包括真空与控制子系统，所述真空与控制子系统是一个通用子系统，其包括若干个分子泵机组和控制系统软硬件
。
[0013]进一步地，所述法拉第杯的数量跟所述多电荷态离子源能够剥离掉的电子数量相同
。
[0014]进一步地，所述多电荷态离子源采用
ECR
离子源，所述多电荷态离子源的电荷态不小于3，其微波频率在3‑
30GHz
范围
。
[0015]进一步地，所述加速管部件包括一加速和一加速电源
。
[0016]进一步地，磁铁部件为电磁铁或永磁铁
。
[0017]本专利技术还提供一种电磁同位素分离器系统的测量方法，包括如下步骤：
[0018]S1
：进样器把固体样品进行气化
、
气化后均匀进样，且多电荷态离子源引出多电荷态的离子束流；
[0019]S2
：加速管将离子束流的能量提高，并采用磁铁部件将加速后的离子按照
M/q
的大小分离开；
[0020]S3
：接收器子系统接收磁铁部分离开的各种不同
M/q
的离子，并测量各种
M/q
离子的数量
。
[0021]本专利技术的电磁同位素分离器比传统同位素电磁分离器，具有电离效率高，能量离散底，无分子
(
或多原子
)
离子存在等优点，使得产品的同位素纯度增高和杂质含量都明显降低
。
附图说明
[0022]图1为本专利技术电磁同位素分离器系统的结构简图；
[0023]图2本专利技术电磁同位素分离器系统的另一实施例的结构简图
。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术作进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0025]本专利技术公开一种电磁同位素分离器系统，如图1所示，离子源子系统
10、
与离子源子系统
10
连接的加速与同位素分离子系统
20、
与加速与同位素分离子系统
20
连接的同位素收集子系统
30、
以及真空与控制子系统
(
图未示
)
，其中真空与控制子系统均与离子源子系统
10、
加速与同位素分离子系统
20、
和同位素收集子系统
30
连接
。
[0026]离子源子系统
10
用于固体样品的气化
、
气化后均匀进样和离子源引出多电荷态的离子束流
。
[0027]离子源子系统
10
包括一进样器
11、
与进样器
11
连接的一多电荷态离子源...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电磁同位素分离器系统，其包括离子源子系统
、
加速与同位素分离子系统
、
以及同位素收集子系统；其特征在于：所述离子源子系统包括一进样器
、
与所述进样器连接的一多电荷态离子源和一高压台架，所述进样器和多电荷态离子源设置在所述高压台上；加速与同位素分离子系统包括与所述多电荷态离子源连接的加速管部件以及与所述加速管部件连接的至少一个磁铁部件；所述接收器子系统包括与所述磁铁部件连接的多个法拉第杯；其中，所述磁铁部件设有并联的两套或两套以上磁铁部件
。2.
根据权利要求1所述的电磁同位素分离器系统其特征在于：并联的两套磁铁部件之间的磁极为异性磁极连接
。3.
根据权利要求1所述的电磁同位素分离器系统，其特征在于：并联的两套磁铁部件磁极分别为北极
、
南极
、
北极
、
南极或南极
、
北极
、
南极
、
北极
。4.
根据权利要求1所述的电磁同位素分离器系统，其特征在于：还包括真空与控制子系统，所述真空与控制子系统是一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜山，李金海，
申请(专利权)人：启先核北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：