[发明专利]铀箔的表面处理方法

说明书

本发明提供了一种铀箔的表面处理方法。该方法包括以下步骤：(一)将铀箔置于水中进行超声清洗，去除铀箔附着的水分后，依次以四氯乙烯、丙酮清洗铀箔，然后用去离子水清洗；(二)将去除油脂的铀箔浸泡在8‑10mol/L硝酸中，去除铀箔表面氧化层后取出，用去离子水清洗；(三)将去除氧化层的铀箔浸泡在温度为40‑45℃，浓度为4‑6mol/L的三氯化铁水溶液中刻蚀4‑5分钟，取出后用去离子水清洗；(四)以去离子水清洗表面刻蚀后铀箔上附着的氧化物，然后将铀箔浸泡在8‑10mol/L的硝酸中进一步去除氧化物，取出后用去离子水清洗；(五)对完成刻蚀后清洗的铀箔进行阳极氧化清洗，阳极氧化清洗后，用去离子水对铀箔反复清洗，完成铀箔表面处理。

技术领域

本发明属于核材料领域，特别涉及一种铀箔的表面处理方法。

背景技术

为降低核扩散风险，采用低浓铀靶替换高浓铀靶裂变生产钼-99已成为一种趋势。与高浓铀靶铀芯不同，低浓铀靶铀芯使用纯金属低浓铀，并制成铀箔形态。在此情况下，金属铀箔在反应堆辐照过程中会产生高能量的裂变碎片，会对低浓铀靶件铝包壳产生很大的冲击，因此为保证低浓铀靶件铝包壳的安全，需要在铀箔表面覆盖一层裂变反冲防护层进行反冲防护；另一方面，金属铀极易氧化，需要设置防护层防止铀箔氧化。

目前，可用于裂变反冲防护的材料主要包括铜、铝、锌、镍。其中，铝和锌的熔点较低(分别为660.4℃和419.5℃)，在反应堆辐照过程中安全性较差，并且铝在高温下易与靶件外铝筒发生弥合造成镀膜脱落；锌的化学性质过于活泼，且难以得到均匀的镀膜。铜与镍相比，铜的抗拉强度(240MPa)、屈服强度(70MPa)分别小于镍的抗拉强度(403MPa)、屈服强度(103MPa)，安全性能较镍差，因此可以认为镍是铀箔防护层的较佳材料。

实际上，对于金属铀表面电镀镍的研究，早期是针对铀的防腐蚀展开的，其应用也较为广泛。而根据前述述及的镍本身的性质，可以将其以镀层形式应用于铀箔的裂变反冲防护。

具体应用中，作为低浓铀靶铀芯的铀箔被夹在两个同心圆形铝筒夹层中，形成紧密贴合的“外铝筒-铀箔-内铝筒”结构，以利于在反应堆辐照过程中充分释放铀箔产生的热量，这就要求铀箔表面镍镀层必需厚度均匀。同时，制靶和解靶工艺也对包括镀层附着牢固度、镀层强度等在内的镍镀层质量提出了较高要求。然而，目前公开报道的铀箔表面镍镀层电镀工艺所能获得的产品，其镍镀层质量均不能较好满足低浓铀靶生产钼-99的应用要求。

发明内容

为解决由现有电镀工艺制得的铀箔表面镍镀层质量不理想，难以满足采用低浓铀靶生产钼-99的应用要求问题，本发明提供了一种铀箔的表面处理方法。该方法包括以下步骤：

(一)去除油脂

将铀箔置于水中进行超声清洗，去除铀箔附着的水分后，依次以四氯乙烯、丙酮清洗铀箔，然后用去离子水清洗；

(二)去除氧化层

将去除油脂的铀箔浸泡在8-10mol/L硝酸中，去除铀箔表面氧化层后取出，用去离子水清洗；

(三)表面刻蚀

将去除氧化层的铀箔浸泡在温度为40-45℃，浓度为4-6mol/L的三氯化铁水溶液中刻蚀4-5分钟，取出后用去离子水清洗；

(四)刻蚀后清洗

以去离子水清洗表面刻蚀后铀箔上附着的氧化物，然后将铀箔浸泡在8-10mol/L的硝酸中进一步去除氧化物，取出后用去离子水清洗；

(五)阳极氧化清洗