[发明专利]一种同位素电磁分离方法

说明书

本发明公开了一种同位素电磁分离方法，包括：启动同位素电磁分离器中的真空系统、水冷系统和磁场装置中的磁场电源；启动所述同位素电磁分离器中的离子源的电源并进行所述离子源冷锻炼；控制所述离子源形成出射至所述同位素电磁分离器中的真空系统中真空室内的离子束；利用所述磁场装置控制离子束偏转、分离，并利用所述同位素电磁分离器中的接收器接收分离的同位素离子束。本发明的技术方案提供一种针对铷、钾、铒和锶元素的通用的同位素电磁分离方法，通过上述方法分离的铷、钾、铒和锶同位素丰度较高，分离工艺方案具有通用性，工艺操作简单易行。

技术领域

本发明涉及同位素电磁分离技术领域，具体涉及一种同位素电磁分离方法。

背景技术

高丰度的同位素在国防军工、放射性药物等领域具有重要应用。例如，高丰度铷87同位素是星载铷原子钟的核心材料，其丰度直接影响铷原子钟的稳定度。高灵敏度磁力仪在国防领域有重要应用，可装备于反潜机，用于深海潜艇精准探测及定位。铷87和钾41同位素是高灵敏度磁力仪的核心材料，其丰度决定了反潜机探测潜艇的距离。铒166同位素是研制先进探测器的核心材料，其丰度直接影响探测器的性能。锶88是放射性药物锶89的核心前体材料，锶88的丰度对锶89放射性药物的品质有重要影响。

因此，为了获得高丰度的铷、钾、铒和锶元素，有必要提供一种针对铷、钾、铒和锶元素的通用分离方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种针对铷、钾、铒和锶元素的通用的同位素电磁分离方法。

为实现上述目的，本发明提供了一种同位素电磁分离方法，包括：启动同位素电磁分离器中的真空系统、水冷系统和磁场装置中的磁场电源；启动所述同位素电磁分离器中的离子源的电源并进行所述离子源冷锻炼；控制所述离子源形成出射至所述同位素电磁分离器中的真空系统中真空室内的离子束；利用所述磁场装置控制离子束偏转、分离，并利用所述同位素电磁分离器中的接收器接收分离的同位素离子束。

进一步地，所述启动同位素电磁分离器中的真空系统、水冷系统和磁场装置中的磁场电源，包括：采用油扩散泵将所述真空室内的真空抽至3×10^-3Pa。

进一步地，所述启动所述同位素电磁分离器中的离子源的电源并进行所述离子源冷锻炼，包括：启动所述离子源中的引出缝电极的电源，使得所述引出缝电极的电压从0逐步增加，直至打火严重时停止升压；等打火消除后再次升压，当所述引出缝电极的电压升到35kV时，停留5分钟，然后退回到0伏；启动所述离子源中的聚焦电极的电源，使得所述聚焦电极的电压从0逐步增加，直至打火严重时停止升压；等打火消除后再次升压，当所述聚焦电极的电压升到-25kV时，停留5分钟，然后退回到0伏；将所述引出缝电极的电压升至30kV，并将所述聚焦电极的电压升至-20kV。

进一步地，所述控制所述离子源形成出射至所述同位素电磁分离器中的真空系统中真空室内的离子束，包括：开启所述离子源中灯丝的电源、开启所述离子源中弧放电室的电源、并开启所述离子源中弧室加热器的电源；逐步升高所述离子源中坩埚加热炉筒的加热电流，当所述离子源中坩埚的温度升到一定值后，在所述弧放电室内产生弧放电形成弧放电等离子体，所述弧放电等离子体经所述离子源中接地电极、聚焦电极和引出缝电极引出，形成具有一定能量和形状的离子束。

进一步地，所述利用所述磁场装置控制离子束偏转、分离，包括：调整所述磁场装置中电磁铁的电流。

进一步地，所述利用所述磁场装置控制离子束偏转、分离，并利用所述同位素电磁分离器中的接收器接收分离的同位素离子束，进一步包括：当所述弧放电室内放电稳定，引出离子束流较大时，将各同位素调整到所述接收器中的接收口袋对应的位置。