[发明专利]一种可溶性钆基中子毒物药剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于中子毒物药剂制备领域，具体涉及一种可溶性钆基中子毒物药剂及其制备方法。

背景技术

中子毒物(英语：Neutron poison)是一种具有大中子吸收截面的物质，由于会对连锁反应造成负面影响，而被称为“毒物”，常应用于反应堆物理计算中。在反应堆中，我们尽可能希望中子由可裂变物质吸收，使之发生核分裂。然而，一些物质具有强烈的中子捕获现象，会导致降低反应器运转的反应性。

核材料的临界安全是核安全的基石，是所有工艺、方法及系统必须确保的安全前提。无论处于任何工况，需要采取何种手段，最终付出多大代价，临界安全都必须得到保证，否则间歇或连续发生的核材料链式反应将造成无法估量的损失。

因此，有必要开发一种可在事故情况下为乏燃料水池提供大量和有效的中子毒物的药剂，保证乏燃料水池及其中贮存的乏燃料组件具有足够的次临界度。

发明内容

针对现有技术的需求，本发明的一个目的是提供一种可溶性钆基中子毒物药剂，该中子毒物药剂颗粒具有机械强度高、溶解速度快、稳定性好等优点。

本发明的另一个目的是提供上述可溶性钆基中子毒物药剂的制备方法，采用该方法制得的药剂颗粒的生产成品率高，制造成本低。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种可溶性钆基中子毒物药剂，由含钆基材料的片芯和均匀涂敷在片芯表面的可溶性涂层构成，片芯中钆基材料的重量是药剂总重量的75-100％，所述涂层的厚度为0.01-0.1mm。

进一步，所述钆基材料为水合氯化钆、水合硝酸钆、水合硫酸钆或水合草酸钆；形成所述可溶性涂层的材料为淀粉、聚糖、壳聚糖、聚乳酸、聚乙二醇或聚乳酸羟基乙酸。

进一步，所述片芯中还含有占药剂总重量的1％-25％的助溶剂。

再进一步，所述助溶剂为碳酸氢钠、碳酸铵或它们的混合物。

本发明提供的一种可溶性钆基中子毒物药剂的制备方法，包括以下步骤：

粗料热处理：按配比称取钆基材料作为粗料，在常压50℃、湿度低于50％的大气环境内使达到热平衡后，维持20-60分钟；

粗料研磨：对热处理后的粗料进行研磨，形成细料；

细料干燥：将获得的细料置于平台上铺展，干燥；

细料塑形：对热处理后的细料进行压片处理，得到药剂片芯；

药剂片芯表面处理：筛选出符合要求的药剂片芯，对片芯表面进行处理，形成粗糙表面，并除去残留在片芯表面的余料；

药剂片芯表面涂层：将可溶性材料涂敷在药剂片芯表面，形成所需厚度的涂层。

进一步，粗料研磨步骤中，研磨使得到的细料的粉末颗粒直径达到500-800微米。

进一步，细料干燥步骤中，将细料铺展至细料层厚度为1-10毫米，在常压35-40℃、湿度低于50％的大气环境中干燥20-40分钟。

进一步，细料塑形步骤中，压片过程的环境湿度低于5％，压强10-15MPa，维持10-15分钟。压片形成的药剂片芯可以为圆柱形片芯，厚度(圆柱体高度)4-6毫米，直径(圆柱体底面直径)12-15毫米。

进一步，药剂片芯表面处理步骤中，利用喷砂机进行药剂片芯表面处理，所形成的粗糙表面的绝对粗糙度介于0.01-0.05毫米；形成粗糙表面后，以40℃空气吹除药剂片芯表面残留的粉末及喷料

进一步，在粗料研磨步骤之前，向热处理后的粗料中加入占药剂总重量的1-25％的助溶剂，所述助溶剂为碳酸氢钠、碳酸铵或它们的混合物。若助溶剂本身的晶体颗粒很小，例如颗粒尺寸小于500微米，可不经研磨，直接加在研磨后的细料中。

本发明提供的可溶性钆基中子毒物药剂具有机械强度高、溶解速度快、稳定性好等优点。本发明提供的可溶性钆基中子毒物药剂的制备方法，生产成品率高，制造成本低。

附图说明

图1是本发明提供的一种可溶性钆基中子毒物药剂的制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

实施例1

粗料热处理：取50kg平均结晶水为5-6个的水合氯化钆作为粗料，在常压50℃、湿度低于50％的大气环境内使达到热平衡后，维持20分钟；

粗料研磨：采用球磨机对热处理后的粗料进行研磨，至其粉末颗粒直径达到600-800微米，形成细料；

细料干燥：获得细料后，立即在平台上进行铺展，铺展至细料层厚度为10毫米，在常压35-40℃、湿度低于50％的大气环境中干燥40分钟；