[实用新型]一种用于粉末状同位素材料的凝结装置

说明书

技术领域

本实用新型属于同位素技术领域，具体涉及一种用于粉末状同位素材料的凝结装置。

背景技术

随着核物理基础研究的深入开展和高稳定高能量加速器系统的发展，对浓缩同位素核靶的需求越来越高。由于浓缩同位素材料价格比天然材料贵得多，例如，⁴⁸Ca的单价是376美元/mg，而天然Ca为0.01美元/g，两者差3760万倍，所以，用最经济的办法来制备同位素核靶非常重要。目前制备同位素核靶所需的同位素原料大多都要求为团聚状，因为同位素原料为团聚状能以更高的效率、更低的成本制备同位素核靶。然而很多贵重同位素材料从生产商或代理商那采购回来的很多都是粉末态的，所以需要对同位素原料进行处理，达到对同位素凝结的目的。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种用于粉末状同位素材料的凝结装置，该装置操作简单、引入杂质少且对粉末同位素材料收集的效率高。

一种用于粉末状同位素材料的凝结装置，该装置包括真空室(1)、冷凝器(3)、加热器及收集器(9)。其中冷凝器(3)、加热器与收集器(9)都位于真空室(1)内。

所述的真空室(1)的形状为钟罩型，对真空室(1)抽真空使室内压力小于10^-4Pa，以避免粉末状同位素材料蒸发时氧化且能有效避免杂质的引入。

所述的冷凝器(3)呈“7”字型，为铜冷凝管，用来冷却收集器(9)，在铜冷凝管末端有一铜板(4)，铜板(4)中心有螺孔。

所述的加热器由加热电极a(5)、加热电极b(6)及坩埚(7)组成，其中坩埚(7)的材质为钽，钽坩埚的顶部为钽盖(8)，钽盖(8)上开有一个圆形通道。

所述的收集器(9)是一个针型收集器，其材质为紫铜，针型收集器上端与铜板(4)通过螺纹连接，下端通过坩盖(8)上的通道进入坩埚(7)内部上方，

关键在于，通过加热器加热将粉末状同位素材料蒸发，同位素材料蒸发的蒸气凝结在被冷凝器(3)冷却的收集器(9)上。

使用时，首先将同位素样品放入钽坩埚内，然后对真空室抽真空，使真空度小于10^-4Pa。通过加热器加热使同位素材料蒸发。由于紫铜针收集器与铜冷凝管末端的铜板接触使紫铜针冷却，同位素材料蒸发的蒸汽凝结至温度较低的紫铜针收集器上，实现对粉末状同位素原料的凝结。

采用本实用新型提供的一种用于粉末状同位素材料的凝结装置，其有益效果为：(1)收集效率高。收集效率高达到99％以上，能有效节约贵重同位素材料并降低成本；(2)引入杂质少、避免同位素材料氧化。由于凝结装置位于真空室内，能最大限度的减少外来杂质，并能避免同位素材料在加热及蒸发过程中氧化。

附图说明

图1凝结装置示意图：

1、真空室；2、真空室底板；3、冷凝器；4、铜板；5、加热电极a；6、加热电极b；7、坩埚；8、钽盖；9、收集器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本装置作进一步阐述。

图1为本实施例所提供的凝结装置示意图。该装置包括真空室(1)、冷凝器(3)、加热器及收集器(9)。其中真空室(1)的形状为钟罩型，对真空室(1)抽真空使室内压力小于10^-4Pa，以避免粉末状同位素材料蒸发时氧化且能有效避免杂质的引入；冷凝器(3)呈“7”字型，为铜冷凝管，用来冷却收集器(9)，在铜冷凝管末端有一铜板(4)，铜板(4)中心有螺孔；加热器由加热电极a(5)、加热电极b(6)及坩埚(7)组成，其中坩埚(7)的材质为钽，钽坩埚的顶部为钽盖(8)，钽盖(8)上开有一个圆形通道；收集器(9)是一个针型收集器，其材质为紫铜，针型收集器上端与铜板(4)通过螺纹连接，下端通过坩盖(8)上的通道进入坩埚(7)内部上方。

实施例1

首先将100mg的⁶⁸Zn同位素粉末材料放进钽坩埚里，用退火轧制好的10um厚的钽盖将钽坩埚口盖上，再将直径为1mm的紫铜针收集器穿过钽盖上的圆形通道并插入到钽坩埚内8mm深处；

然后对真空室抽真空，真空度为10^-5Pa。