[发明专利]用于放射性污染金属浅层取样的氧化凝胶及其制备方法

说明书

本发明属于辐射检测技术领域，涉及用于放射性污染金属浅层取样的氧化凝胶及其制备方法。所述的氧化凝胶按重量百分比含有：5‑15％的作为凝胶骨架材料的凝胶基材，5‑10％的表面活性剂，0.5‑5％的触变倍增剂，3‑20％的强氧化剂，3‑20％的酸，以及余量的水。利用本发明的用于放射性污染金属浅层取样的氧化凝胶，可以更准确、顺利、可控、直观的用于放射性污染金属的浅层取样，并降低取样过程对操作人员的辐射伤害。

技术领域

本发明属于辐射检测技术领域，涉及用于放射性污染金属浅层取样的氧化凝胶及其制备方法。

背景技术

我国核工业经过几十年的发展，已有一大批核设施进入或即将进入退役阶段。取样检测是核设施退役工作的重要环节，现有核设施中的金属取样方法以擦拭取样或热切割取样、钻削取样为主，但受到核设施类型、污染特性、操作空间限制、管理要求限制等诸多因素的影响，这些现有取样方法常常无法满足实际使用需求，表现在：擦拭取样无法有效采集活化金属浅层样品，而热切割和钻削会造成放射性气溶胶快速升高、放射性金属屑飞溅等问题。因此，有必要开发并应用一些新型的用于核设施的金属取样技术。

凝胶是一种具有良好触变性的非牛顿流体，在剪切力作用下其表观粘度减小，而剪切力撤除后，其表观粘度又迅速升高。并且，无机凝胶的上述性能不会被强酸、强碱及强氧化剂影响。另外，强氧化剂对金属的腐蚀效果明显，腐蚀均一且速率较快，特别适用于金属取样。

发明内容

本发明的首要目的是提供用于放射性污染金属浅层取样的氧化凝胶，以能够更准确、顺利、可控、直观的用于放射性污染金属的浅层取样，并降低取样过程对操作人员的辐射伤害。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供用于放射性污染金属浅层取样的氧化凝胶，所述的氧化凝胶按重量百分比含有：5-15％的作为凝胶骨架材料的凝胶基材，5-10％的表面活性剂，0.5-5％的触变倍增剂，3-20％的强氧化剂，3-20％的酸，以及余量的水。

本发明的氧化凝胶中的表面活性剂用以调节氧化凝胶的表面张力，提高氧化凝胶的浸润性能，从而可实现对细小狭缝的取样。

本发明的氧化凝胶中的触变倍增剂可快速提高氧化凝胶的触变性能。好的触变性可使氧化凝胶在受到剪切作用时粘度降低，易于操作(如喷涂过程中，受到剪切力粘度降低，固而可降低对喷涂机械的性能要求)，触变倍增剂主要控制了氧化凝胶在低剪切状态下的粘度。

本发明的氧化凝胶中的强氧化剂是主要的腐蚀试剂，对金属表层形成腐蚀，达到取样目的。

本发明的氧化凝胶中的酸首先是强氧化剂的溶剂，其次也具有一定的腐蚀作用，与强氧化剂配合，共同对金属腐蚀取样。

本发明的氧化凝胶中的消泡剂可抑制氧化凝胶制作过程中泡沫的产生，方便制作。

本发明的氧化凝胶中的颜色指示剂为氧化凝胶提供了方便辨识的颜色，便于使用。

本发明的氧化凝胶中的增稠剂用以调节氧化凝胶在高剪切状态下的粘度，与触变倍增剂一起，调节氧化凝胶的总体粘度。

本发明将强氧化剂引入到无机凝胶中，创造性地将强氧化剂对金属的腐蚀性能与无机凝胶优秀的流变学性能相结合，形成了氧化取样凝胶。

本发明的氧化凝胶可广泛应用于被放射性污染的金属材质的表面及浅层取样，单次取样深度可达数微米。该氧化凝胶以无机凝胶为载体，以强氧化剂为主要取样物质，可通过喷涂或刷涂方式涂覆于金属表面。喷涂或刷涂后，凝胶载体的触变性使氧化凝胶在立面和顶面都不会流挂；而氧化凝胶中的强氧化剂与金属反应，将金属材料表面或浅层的放射性核素同金属一并腐蚀溶解到氧化凝胶中，待氧化凝胶干燥后收集、分析即可。

在一种优选的实施方案中，本发明提供用于放射性污染金属浅层取样的氧化凝胶，其中所述的凝胶基材选自硅酸镁锂、氧化钙或二氧化硅中的一种或多种的组合。