[发明专利]一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件

权利要求书

1.一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，包括燃料棒束；所述燃料棒束包括若干根燃料元件(1)、焊接在若干根燃料元件(1)两端的端板(2)；所述燃料元件包括包壳(1-2)、设在包壳(1-2)内的含铀芯子(1-1)、焊接在包壳(1-2)两端的端塞，其特征在于：至少有一根燃料元件(1)中的含铀芯子(1-1)采用设有浓铀燃料的浓铀芯子，浓铀燃料的²³⁵U富集度在6.0wt％～20.0wt％。

2.如权利要求1所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：所述浓铀燃料为在反应堆用作核燃料且通过放化手段提取出⁹⁹Mo的材料。

3.如权利要求2所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：所述浓铀燃料为UO₂、UN、UC、U₃Si₂、U金属、U-Zr合金或U-Al合金或它们与基本纯的锆、锆合金、基本纯的铝、铝合金、基本纯的钼、钼合金、基本纯的铌、铌合金、不锈钢、镍合金、碳化硅的任意组合。

4.如权利要求1所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：每个所述燃料元件中除浓铀燃料外的其余材料分别采用热中子宏观吸收截面小于10靶恩的材料。

5.如权利要求4所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：所述热中子宏观吸收截面小于10靶恩的材料包括如下核级材料：锆合金、铌合金、钼合金、不锈钢、铝合金、镍基合金、碳化硅、氧化铝、氧化铍或贫铀。

6.如权利要求1～5任一项所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：

所述浓铀芯子采用实心的浓铀棒或浓铀芯块(1-14)或浓铀粉体；浓铀芯子中浓铀燃料的²³⁵U富集度为15～20wt％；

所述包壳(1-2)的外径为10.0～14.0mm，其内径为0.5～7.0mm；

所述包壳(1-2)、端塞分别采用包括如下核级材料中的任一种：锆合金、铌合金、钼合金、不锈钢、铝合金、镍基合金、碳化硅。

7.如权利要求1～5任一项所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：

所述浓铀芯子包括沿中心轴线开通孔的中间厚壁管(4)、嵌设在中间厚壁管(4)通孔内的实心浓铀棒或若干浓铀芯块或浓铀粉体；浓铀芯子中浓铀燃料的²³⁵U富集度为15～20wt％；

所述中间厚壁管(4)采用包括如下核级材料中的任一种：锆合金、铌合金、钼合金、不锈钢、铝合金、镍基合金、碳化硅；

所述包壳(1-2)及端塞的材料分别采用Zr-4；

所述包壳(1-2)外径为10.0～14.0mm，壁厚为0.3～1.0mm；中间厚壁管(4)外径为9.0～13.0mm，壁厚为1.0～6.25mm；浓铀棒或芯块或粉体直径在0.5～7.0mm之间。

8.如权利要求1～5任一项所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：

所述浓铀芯子为在圆筒状的支撑管(1-12)的外壁涂覆浓铀涂层(1-11)而成；

所述支撑管(1-12)、包壳分别采用包括如下核级材料中的任一种：锆合金、铌合金、钼合金、不锈钢、铝合金、镍基合金、碳化硅；

所述包壳(1-2)外径为10.0～14.0mm、内径为9.0～13.0mm，支撑管(1-12)外径为9.0～13.0mm、内径为7.0～12.0mm，浓铀涂层(1-11)厚度为50～500μm。

9.如权利要求1～5任一项所述的一种在重水堆中生产钼-99同位素的辐照靶件，其特征在于：

所述浓铀芯子为沿包壳(1-2)的长度方向依次交错嵌设在其内的采用浓铀燃料的浓铀芯块(1-14)和填充芯块(1-13)；

浓铀芯块(1-14)中浓铀燃料的²³⁵U富集度为6～20wt％；

所述填充芯块(1-13)、端塞分别采用包括如下核级材料中的任一种：锆合金、铌合金、钼合金、不锈钢、铝合金、镍基合金、碳化硅、氧化铝、氧化铍；

所述浓铀芯块(1-14)堆积长度与填充芯块(1-13)堆积长度的比值为1:50～1:10。