[发明专利]一种基于加速器驱动的99

权利要求书

1.一种基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：包括加速器单元(S1)、辐照生产单元(S2)以及分离纯化单元(S3)；

所述加速器单元(S1)从输出方向上依次包括高能粒子源(10)、准直器(11)、加速器(12)、靶(13)和靶腔(14)，高能粒子源(10)经过准直器(11)、加速器(12)准确轰击位于辐照生产单元(S2)中心靶腔(14)内的靶(13)产生中子；

所述辐照生产单元(S2)为同心圆柱形结构，从内到外依次包括中子慢化层(20)、中子倍增层(21)、低浓缩铀盐溶液(22)、中子反射层(23)，屏蔽层(24)；其中，低浓缩铀盐溶液(22)置于裂变反应容器(25)中密封，靶腔(14)内的靶(13)产生的发射中子经过中子慢化层(20)、中子倍增层(21)得到高中子通量并与低浓缩铀盐溶液(22)发生反应，反应后的溶液通过管道(31)进入分离纯化单元(S3)，中子反射层(23)、屏蔽层(24)依次从内向外设置并处于外层用于减少中子损失。

2.根据权利要求1所述的基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：所述的中子倍增层(21)和低浓缩铀盐溶液(22)为多层(层数≥2)嵌套结构，相互交叉设置；其中，中子倍增层(21)根据所处位置对应设置相应材料。

3.根据权利要求1所述的基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：经过辐照反应后的铀盐溶液(22)分别经支路管道流入分离纯化单元(S3)中进行⁹⁹Mo的分离提纯；另外部分分离液流入储液槽(30)经过浓度和pH调节后分别回流至低浓缩铀盐溶液(22)中。

4.根据权利要求1所述的基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：低浓缩铀盐溶液(22)置于裂变反应容器(25)中密封，溶质为硫酸铀酰或者硝酸铀酰，铀溶度为50～500g/L。

5.根据权利要求1所述的基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：所述高能粒子源(10)为质子束或者氘离子束，靶(13)为重核靶铅或汞或钨，或者靶(13)为靶腔(14)内的气态氘靶或者氚靶，通过发生重核裂变或者氘氘聚变或者氘氚聚变反应发射中子。

6.根据权利要求1所述的基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：上述产生的高能源中子进入围绕在靶腔(14)周围的中子慢化层(20)，部分被慢化至中子倍增层(21)，此区间内²³⁵U有较大的裂变截面；其中，所用中子慢化层材料为聚乙烯，或者水，或者重水，或者石墨，或者铍，或者氢化锆。

7.根据权利要求6所述的基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：慢化的中子束流进入中子倍增层(21)，中子倍增层(21)材料为铋，或者铅，或者铅铋合金，或者铍，发生(n，2n)反应，快中子经多次倍增反应，能量降至倍增阈值。

8.根据权利要求7所述的基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产装置，其特征在于：经过倍增的中子向外发射，进入不锈钢壳内的低浓缩铀盐溶液(22)中发生²³⁵U(n，f)裂变反应生成⁹⁹Mo，其中低浓缩铀盐溶液(22)的溶质为硫酸铀酰或者硝酸铀酰，铀溶度为50～500g/L。

9.一种基于加速器驱动的⁹⁹Mo次临界生产方法，其特征在于：包括以下步骤：

首先，加速器单元产生加速的粒子束流轰击重核靶，或者靶室内的气态氘靶，发生重核裂变，或者氘氘聚变反应发射中子；

上述产生的高能源中子进入围绕在靶室周围的中子慢化层，部分被慢化至热中子区，此区间内²³⁵U有较大的裂变截面；其中，所用慢化层材料为聚乙烯，或者水，或者重水，或者石墨，或者铍，或者氢化锆；

经过慢化层的中子束流进入中子倍增层I，该层材料为铋，或者铅，或者铅铋合金，或者铍，发生(n，2n)反应；快中子经多次倍增反应，能量降至倍增阈值；

上述经过倍增的中子向外发射，进入不锈钢壳内的低浓缩铀盐溶液I中发生²³⁵U(n，f)裂变反应生成⁹⁹Mo，溶质为硝酸铀酰或者硝酸铀酰，铀溶度为50～500g/L；

上述穿过铀盐溶液I的中子束流进入中子倍增层II进行二次倍增，该层材料为铍，在中子能量降低时具有较高的倍增截面；

上述经过中子倍增层II的中子向内外同时发射，进入低浓缩铀盐溶液I和铀盐溶液II中诱发²³⁵U(n，f)裂变反应生成⁹⁹Mo，溶质为硫酸铀酰或者硝酸铀酰，铀溶度为50～500g/L；

重复以上过程，上述穿过铀盐溶液N-1的中子束流进入中子倍增层N再次进行倍增，该层材料为铍；

上述经过中子倍增层N的中子向内外同时发射，进入低浓缩铀盐溶液N-1和铀盐溶液N中诱发²³⁵U(n，f)裂变反应生成⁹⁹Mo，溶液性质同上，N层溶液总体积为50～250L；

最后，上述辐照后的铀盐溶液I、铀盐溶液II...铀盐溶液N经支路管道流入分离纯化单元进行⁹⁹Mo的分离纯化。