放射性核素的制备.ppt

*核技术应用*2.3.3加速器生产放射性核素的特点带电粒子核反应的库仑势垒高，适于制备轻元素的放射性核素如11C、13N、15O和18F等。加速器生产核素时，入射粒子是带电粒子，所生成的放射性核素都是贫中子的核素。加速器生产的放射性核素，一般与靶核不是同一元素，故易于用化学分离，制得高比活度或无载体的放射性核素。加速器生产放射性核素也有一些缺点，如大部分核素的生产能力要比反应堆生产小得多，生产成本高；制备靶及靶子冷却技术难度大；较短的半衰期使它的使用范围（时间、空间）受到限制。第62页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*2.3.4加速器生产放射性核素的核反应类型加速器生产放射性核素中发生的主要核反应有：采用α粒子引发的核反应、氘核引发核反应、质子核反应、3He引起的核反应等。采用α粒子引发的核反应有（α，n）、（α，p）、（α，2n）等。氘核反应有（d，n）、（d，2n）、（d，α）反应。质子引发的(p，n)反应是加速器生产放射性核素的主要核反应，3He引起的核反应有（3He，n）、（3He，2n）、（3He，p）等。第63页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*2.3.5加速器生产放射性核素加速器参数核反应产额产品核纯度A核反应的选择①带电粒子束必须具有足够的能量②带电粒子束必须具有足够的粒子流量入射粒子静止质量越小，能量越大，靶核原子序数越小，则产额越大发生核反应时，可能同时会发生竞争反应，从而导致产品纯度不高，因此需要选择合适的核反应及入射粒子能量第64页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*B加速器用靶件的制备固体靶液体靶和气体靶①内靶方式是将靶件放在加速器的真空室内照射，其生产效率高，但操作复杂。②外靶方式是将粒子束引出真空室，在真空室外面照射靶件。有专门的靶材料液体/气体进出管道合适的厚度、耐高温、导热性能好、热稳定性好、熔点高第65页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*C辐照产额计算带电粒子引起核反应的反应截面，强烈地依赖于轰击粒子的能量。这种核反应截面随入射粒子通量变化的函数关系，称激发函数。已知激发函数后，“厚靶”辐照时所期望获得的放射性核素总放射性量A可表示如下：当辐照时间显著小于（至少5倍）同位素的半衰期时，上式可近似表示如下：第66页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*5.放射性核素产品的质量放射性核素的产品质量是通过物理检验、化学检验以及生物检验等质量检验方法予以保证的，其产品质量指标包括：放射性活度、放射性纯度、放射化学纯度、化学纯度、载体含量及医用制剂的无菌、无热源检测等。第30页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*6.某些重要核素的生产工艺表2-2反应堆生产的一些重要放射性核素第31页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*98Mo（n，γ）99Moβ-，γ112Sn（n，γ）113SnEcIT124Xe（n，γ）125Xeβ－130Te（n，γ）131Teβ－第32页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*（1）131I干法生产工艺A一种是（n，f）法，即235U（n，f）131I，从辐照后的235U靶件中分离裂变产物131I。但提取率较低，并且从大量的裂变产物中提取裂变131I会另外产生大量的放射性废物。B另一种是（n，γ）法，即以单质碲或碲的各种化合物为原料，入堆辐照后，碲经过130Te（n，γ）131Te和β-衰变生成131I，再将131I从靶材料中分离出来。生产方式第33页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*Ａ—过滤器，B—流量计，C—压力计，D—蒸发炉，E—纯化炉，F—吸收柱，G—阀，Ｈ—活性碳柱，I—活性碳测量柱，J—真空泵图2-5131I干法生产系统示意图干法生产装置主要包括加热蒸馏、碱液吸收、废气处理三部分组成。干法生产装置第34页，课件共93页，创作于2023年2月*核技术应用*①加热蒸馏装置由管式加热电炉（带温度控制仪）、纯化加热炉、石英舟皿、石英加热管组成。②碱液吸收装置由两级碱液吸收柱组成。第一级吸收柱容积50mL，第二