【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素，尤其涉及一种利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件。
技术介绍
1、反应堆辐照是医用同位素的主要生产方式。医用同位素中短半衰期同位素占绝大部分，常用医用短半衰期同位素钼-99、镥-177、钇-90、锶-89、碘-125、碘-131和应用前景广阔的医用短半衰期同位素磷-32、钪-47、铽-161、钬-166、铼-186/188、镭-223等均以反应堆辐照生产为主。
2、商用重水堆具有较高的中子通量、稳定的运行时间等优势，具有较强的医用同位素生产潜力。但是，由于商用重水堆未做短半衰期医用同位素生产设计，未预留相应的生产孔道和生产靶件的设计。经过充分论证，商用重水堆垂直通量探测器组件虽结构复杂,但贯穿深入堆芯，经过改造后可作为同位素生产孔道。因此，为了利用该孔道生产同位素，需要开发与之匹配的同位素生产靶件。由于研究堆使用的同位素生产靶件均为针对各研究堆的孔道尺寸和堆芯核物理特性及生产同位素的特点进行的针对性设计，所以研究堆所用靶件在尺寸和结构上均不适合重水堆垂直通量探测器孔道。
3、因此，特别需要研制匹配重水堆移动通量探测器孔道的生产靶件，使商用重水堆具备短半衰期医用同位素生产能力，提供持续且稳定的短半衰期医用同位素供应，推动同位素药物的研发和应用，提高健康水平。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，解决了无法利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位
2、本专利技术的另一目的在于提供一种利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，解决了利用重水堆垂直通量探测器孔道同时生产多种同位素的问题。
3、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
4、一种利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，包括外靶管、设置在所述外靶管内的数个内靶管、设置在所述外靶管内的挡块、设置在所述外靶管两端的上端塞和下端塞、设置在所述上端塞上的牵引绳，所述牵引绳为金属丝以使靶件从重水堆垂直通量探测器孔道进入堆芯或从堆芯中拔出，所述外靶管的外径小于等于3mm，数个所述内靶管装载至少一种靶材。
5、作为一种可实施的方式，所述内靶管为石英管或石英球。
6、作为一种可实施的方式，所述内靶管的装填方式包括：采用相同尺寸的所述石英管单独填装；采用相同尺寸的所述石英球单独填装；采用不同尺寸的所述石英管混装；采用不同尺寸的所述石英球混装；采用同尺寸的所述石英管与所述石英球混装；采用不同尺寸的所述石英管与所述石英球混装。
7、作为一种可实施的方式，所述石英管长度小于1000mm，外径小于2.5mm。
8、作为一种可实施的方式，所述石英球外径小于等于2.5mm。
9、作为一种可实施的方式，所述靶材包括主要成分相同且单元素含量不同、主要成分不同的两种形式靶材。
10、作为一种可实施的方式，所述靶材包括高纯176yb2o3粉末、176lu2o3粉末、88srco3粉末、ho2o3粉末。
11、作为一种可实施的方式，所述外靶管的材质为因科镍-600合金、锆-4合金、锆-2合金或6061铝。
12、作为一种可实施的方式，所述外靶管的上端与所述上端塞固定连接，所述外靶管的下端与所述下端塞固定连接。
13、作为一种可实施的方式，所述上端塞和所述下端塞为半球形或倒角圆柱形，用以引导所述靶件进出所述重水堆垂直通量探测器孔道。
14、作为一种可实施的方式，所述上端塞和所述下端塞的外径小于等于3mm。
15、作为一种可实施的方式，所述上端塞和所述下端塞的材质为因科镍-600合金、锆-4合金、锆-2合金或6061铝。
16、作为一种可实施的方式，所述挡块包括上挡块和下挡块，所述上挡块设置在所述外靶管内部并且抵靠所述上端塞，所述下挡块设置在所述外靶管内部并且抵靠所述下端塞，用以压紧数个所述内靶管。
17、作为一种可实施的方式，所述上端塞和所述下端塞为倒角圆柱形，所述挡块为上挡块，所述外靶管内设置一个所述上挡块，通过所述上挡块和所述下端塞压紧数个所述内靶管。
18、作为一种可实施的方式，所述上挡块为圆盘连接圆柱的组合结构，圆盘结构朝向所述内靶管，圆柱结构朝向所述上端塞。
19、作为一种可实施的方式，所述圆盘结构外径小于等于2.5mm，所述圆柱结构长度大于20mm，以使靶件拆解时预留切割空间，防止切割拆解时误伤所述内靶管。
20、作为一种可实施的方式，所述牵引绳的直径小于3mm，长度大于10米。
21、作为一种可实施的方式，所述牵引绳的材质为因科镍-600合金、锆-4合金或锆-2合金。
22、与现有技术相比，本专利技术提供的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件具有以下有益效果：
23、本专利技术结构简单，加工制造方便，能够实现利用重水堆垂直通量探测器孔道批量化生产镥-177、锶-89、钬-166等医用短半衰期同位素。
24、本专利技术提供的靶件在外靶管内增设内靶管，内靶管内装载靶材，通过将靶件从重水堆垂直通量探测器孔道放入重水堆堆芯内，利用热中子的辐照生成镥-177、锶-89、钬-166等多种短半衰期医用同位素，能实现多种短半衰期医用同位素的批量化生产，有助于解决短半衰期医用的生产能力不足的难题。
25、本专利技术通过设置至少一个挡块为靶件预留了切割拆解空间，在靶件拆解时不会打破内靶管导致靶材散落。
26、本专利技术提供的靶件结构简单，该靶件为一次性靶件，每次在靶件制造过程中，根据靶材装载量来计算内、外靶管的长度，然后进行靶件制造，从而实现放射性废物最小化。
27、进一步地，本专利技术通过改进靶件中的各组件的材质实现了靶件在进出反应堆的过程中不影响反应堆安全运行。
28、进一步地，本专利技术通过限定牵引绳的刚度要求和外靶管的形状、尺寸确保了靶件能够在弯折和螺旋的孔道内顺利插拔。
29、进一步地，本专利技术通过设置多种形状的内靶管，及其多种组合的装填方式，实现了不同靶材的分组。
30、进一步地，本专利技术的外靶管和内靶管的长度能够根据实际使用进行调整，实现了靶件整体尺寸可随靶材装量调节。
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1.一种利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，包括外靶管(2)、设置在所述外靶管(2)内的数个内靶管(5)、设置在所述外靶管(2)内的挡块、设置在所述外靶管(2)两端的上端塞(3)和下端塞(8)、设置在所述上端塞(3)上的牵引绳(1)，所述牵引绳(1)为金属丝以使靶件从重水堆垂直通量探测器孔道进入堆芯或从堆芯中拔出，所述外靶管(2)的外径小于等于3mm，数个所述内靶管(5)装载至少一种靶材(6)。
2.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述内靶管(5)为石英管或石英球。
3.根据权利要求2所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述内靶管(5)的装填方式包括：采用相同尺寸的所述石英管单独填装；采用相同尺寸的所述石英球单独填装；采用不同尺寸的所述石英管混装；采用不同尺寸的所述石英球混装；采用同尺寸的所述石英管与所述石英球混装；采用不同尺寸的所述石英管与所述石英球混装。
4.根据权利要求2或3所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述石
5.根据权利要求2或3所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述石英球外径小于等于2.5mm。
6.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述靶材(6)包括主要成分相同且单元素含量不同、主要成分不同的两种形式靶材。
7.根据权利要求1或6所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述靶材(6)包括高纯176Yb2O3粉末、176Lu2O3粉末、88SrCO3粉末、Ho2O3粉末。
8.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述外靶管(2)的材质为因科镍-600合金、锆-4合金、锆-2合金或6061铝。
9.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述外靶管(2)的上端与所述上端塞(3)固定连接，所述外靶管(2)的下端与所述下端塞(8)固定连接。
10.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述上端塞(3)和所述下端塞(8)为半球形或倒角圆柱形，用以引导所述靶件进出所述重水堆垂直通量探测器孔道。
11.根据权利要求10所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述上端塞(3)和所述下端塞(8)的外径小于等于3mm。
12.根据权利要求10或11所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述上端塞(3)和所述下端塞(8)的材质为因科镍-600合金、锆-4合金、锆-2合金或6061铝。
13.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述挡块包括上挡块(4)和下挡块(7)，所述上挡块(4)设置在所述外靶管(2)内部并且抵靠所述上端塞(3)，所述下挡块(7)设置在所述外靶管(2)内部并且抵靠所述下端塞(8)，用以压紧数个所述内靶管(5)。
14.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述上端塞(3)和所述下端塞(8)为倒角圆柱形，所述挡块为上挡块(4)，所述外靶管(2)内设置一个所述上挡块(4)，通过所述上挡块(4)和所述下端塞(8)压紧数个所述内靶管(5)。
15.根据权利要求13或14所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述上挡块(4)为圆盘连接圆柱的组合结构，圆盘结构朝向所述内靶管(5)，圆柱结构朝向所述上端塞(3)。
16.根据权利要求15所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述圆盘结构外径小于等于2.5mm，所述圆柱结构长度大于20mm，以使靶件拆解时预留切割空间，防止切割拆解时误伤所述内靶管(5)。
17.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述牵引绳(1)的直径小于3mm，长度大于10米。
18.根据权利要求1或17所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述牵引绳(1)的材质为因科镍-600合金、锆-4合金或锆-2合金。
...【技术特征摘要】
1.一种利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，包括外靶管(2)、设置在所述外靶管(2)内的数个内靶管(5)、设置在所述外靶管(2)内的挡块、设置在所述外靶管(2)两端的上端塞(3)和下端塞(8)、设置在所述上端塞(3)上的牵引绳(1)，所述牵引绳(1)为金属丝以使靶件从重水堆垂直通量探测器孔道进入堆芯或从堆芯中拔出，所述外靶管(2)的外径小于等于3mm，数个所述内靶管(5)装载至少一种靶材(6)。
2.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述内靶管(5)为石英管或石英球。
3.根据权利要求2所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述内靶管(5)的装填方式包括：采用相同尺寸的所述石英管单独填装；采用相同尺寸的所述石英球单独填装；采用不同尺寸的所述石英管混装；采用不同尺寸的所述石英球混装；采用同尺寸的所述石英管与所述石英球混装；采用不同尺寸的所述石英管与所述石英球混装。
4.根据权利要求2或3所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述石英管长度小于1000mm，外径小于2.5mm。
5.根据权利要求2或3所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述石英球外径小于等于2.5mm。
6.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述靶材(6)包括主要成分相同且单元素含量不同、主要成分不同的两种形式靶材。
7.根据权利要求1或6所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述靶材(6)包括高纯176yb2o3粉末、176lu2o3粉末、88srco3粉末、ho2o3粉末。
8.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述外靶管(2)的材质为因科镍-600合金、锆-4合金、锆-2合金或6061铝。
9.根据权利要求1所述的利用重水堆垂直通量探测器孔道生产同位素的靶件，其特征在于，所述外靶管(2)的上端与所述上端塞(3)固定连接，所述外靶管(2)的下端与所述下端塞(8)固...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国利，尚宪和，李世生，孟智良，樊申，李青杉，徐军，刘小年，沈艳，张稳，王忠辉，张乾斌，赵晓玲，朱昌荣，谢秀娟，
申请(专利权)人：中核核电运行管理有限公司，
类型：发明
国别省市：
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