[发明专利]一种放置在核反应堆内的方形组件中的碳14靶件棒

说明书

本发明属于放射性核素生产技术领域，具体涉及一种放置在核反应堆内的方形组件中的碳14靶件棒，设置在核反应堆的方形组件中，用于生产碳14材料，方形组件用于设置可燃毒物棒。该碳14靶件棒包括密封的圆柱形的靶件棒(2)，靶件棒(2)内装有氮化铝粉末。通过本发明所提供的一种放置在核反应堆内的方形组件中的碳14靶件棒能够生产出足够产量的高品质碳14，靶件棒(2)的发热功率极低，不会导致堆芯的冷却剂的最高温度超过限值，对堆芯的安全性没有影响，运行参数几乎没有变化，且国内或国际上所有使用方形组件作为燃料的机型均可应用。

技术领域

本发明属于放射性核素生产技术领域，具体涉及一种放置在核反应堆内的方形组件中的碳14靶件棒。

背景技术

目前，反应堆生产的主要放射性核素有30多种，其中工业用放射性核素主要有Co-60(辐照源)，主要由加拿大的CANDU重水堆生产提供，我国秦山三期的反应堆便有Co-60的生产线。而在医用方面，国产放射性核素的品种和产量非常有限，主要依赖于进口，其售价成倍攀升，医用放射性核素一直处于供不应求的状态。

碳14是碳的一种具有放射性的同位素，被广泛的应用在呼气检测、标记化合物等医疗和生物医药行业，每年全球消耗量约2000居里，目前国际上只有俄罗斯能规模化生产提供。中核集团和地方政府也逐渐重视碳14同位素的生产及其关联产业的发展。目前，国际上碳14生产的主要实现方法，是在高中子通量率的反应堆中，放置用于生产碳14的靶件，通过中子俘获反应而获得，国内碳14多在实验堆中生产，但产量很小，且无法持续生产。

发明内容

本发明的目的是为了实现碳14的量产，提供一种能够在商业运行的核反应堆中生产碳14的靶件，同时反应堆中放置靶件要尽量做到不影响堆芯的安全和运行参数，尽量不引入反应堆的重大改造。靶件设计还需要考虑其稳定性和取放的便宜性。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种放置在核反应堆内的方形组件中的碳14靶件棒，设置在核反应堆的方形组件中，用于生产碳14材料，所述方形组件用于设置可燃毒物棒，其中，包括密封的圆柱形的靶件棒，所述靶件棒内装有氮化铝粉末。

进一步，靶件棒内设置若干个靶件管，所述靶件管沿所述靶件棒的轴线依次串联放置，所述氮化铝粉末装填在所述靶件管内。

进一步，所述靶件棒包括圆筒形的包壳，设置在所述包壳顶端的上端塞，设置在所述包壳底端的下塞端，所述下塞端为圆锥型结构。

进一步，所述包壳采用金属材料制作,所述金属材料包括锆合金、不锈钢，所述包壳的厚度不超过2mm。

进一步，所述靶件管的长度不超过4500mm；所述靶件管采用金属材料制作，所述金属材料包括锆合金、不锈钢、铝，所述靶件管的厚度不超过1mm。

进一步，在所述上端塞与所述靶件管之间，设有用于压紧所述靶件管的压紧弹簧。

进一步，在所述压紧弹簧与所述靶件管之间，能够设置空心管，所述空心管用于匹配所述靶件管的长度，可以根据所述靶件管的数量选择相应长度的所述空心管与之匹配，方便所述压紧弹簧对所述靶件管的压紧。

进一步，所述上端塞的顶端设有连接螺栓，通过所述连接螺栓。

进一步，还包括用于挂装所述靶件棒的固定装置连接板，所述固定装置连接板与所述方形组件相适应，用于把所述靶件棒设置在所述方形组件内，在所述反应堆内接受照射。

进一步，所述固定装置连接板设有24个挂点，每个所述挂点通过所述连接螺栓挂装一根所述靶件棒。

进一步，所述氮化铝粉末的密度范围为3.2-9.6g/cm³。

进一步，所述靶件棒的尺寸与所述可燃毒物棒一致。

本发明的有益效果在于：