吸附性多孔铝片制备方法、光子源制备方法及光子源

摘要

本发明公开了一种吸附性多孔铝片制备方法，包括步骤：将颗粒度为50-100微米的铝粉与易于与所述铝粉混合均匀的粘合剂按一定比例混合，压制成一定规格的铝片；灼烧所述铝片，以去除所述粘合剂，制成多孔铝片；用3N磷酸溶液酸处理所述多孔铝片，清洗后经灼烧制成所述吸附性多孔铝片。本发明还公开了一种光子源制备方法及一种光子源，利用本发明吸附性多孔铝片制备方法制备的吸附性多孔铝片，将光子源的盐溶液滴到所述吸附性多孔铝片上，直到吸附饱和；将晾干后的所述吸附性多孔铝片经过一定温度的灼烧过程制成光子源源芯；将所述光子源源芯封装制成光子源。本发明的光子源制备方法，简单、易操作，减少了生产污染。

权利要求

1.一种吸附性多孔铝片制备方法，其特征在于，所述吸附性多孔铝片制备方法包括步骤：步骤S110：将颗粒度为50-100微米的铝粉与易于与所述铝粉混合均匀的粘合剂按一定比例混合，压制成厚度为1mm的铝片；

步骤S120：灼烧所述铝片，以去除所述粘合剂，制成多孔铝片；

步骤S130：用80摄氏度的3N磷酸溶液酸处理所述多孔铝片，清洗后经灼烧制成所述吸附性多孔铝片，所述灼烧过程在400摄氏度的马沸炉中完成，灼烧时间为1小时。

2.如权利要求1所述的吸附性多孔铝片制备方法，其特征在于，所述粘合剂为聚乙烯醇，所述铝粉与所述聚乙烯醇的混合质量比例为100∶5。

3.如权利要求2所述的吸附性多孔铝片制备方法，其特征在于，在步骤S130中，所述对酸处理后的多孔铝片的清洗过程在超声波槽中完成，清洗时间为4小时，所述清洗过程所使用的清洗剂为蒸馏水。

4.一种光子源制备方法，其特征在于，所述光子源制备方法包括步骤：步骤S100：使用如权利要求1-3任一所述的吸附性多孔铝片制备方法制备吸附性多孔铝片；

步骤S200：将光子源的硝酸镅或硝酸钚溶液滴到所述吸附性多孔铝片上，直到吸附饱和；

步骤S300：将晾干后的所述吸附性多孔铝片经过400-450摄氏度的灼烧过程制成光子源源芯；

步骤S400：将所述光子源源芯封装制成光子源。

5.如权利要求4所述的光子源制备方法，其特征在于，在步骤S300中，所述灼烧过程在马沸炉中完成。

6.一种光子源，所述光子源包括光子源源芯及封装所述光子源源芯的外壳，其特征在于，所述光子源源芯中放射性物质的载体为权利要求1所述的吸附性多孔铝片制备方法所制备的吸附性多孔铝片。

说明书

吸附性多孔铝片制备方法、光子源制备方法及光子源

技术领域

[0001] 本发明涉及放射源及其制备，尤其与光子源、吸附性多孔铝片的制备方法、使用该吸附性多孔铝片制备方法的光子源制备方法有关。

背景技术

[0002] 光子源有着广泛的应用，例如骨密度仪和灰分仪等都会用到241Am光子源。现有技术中，制备光子源源芯的工艺过程包括非放射化学工艺部分和放射化学工艺部分。

[0003] 现有技术中，常用的低能光子源制备技术有两种，一种是将放射性物质和延展性很好的金属粉末混合后压片，然后经过镅液吸附和烧结的过程制成光子源；另一种是搪瓷技术，即将放射性物质以釉瓷形式涂覆在金属基片上以制成光子源。。

[0004] 第一种方法，所存在的问题是所制备的光子源中，放射性分散不均匀，而且对工艺设备要求很高；第二种方法，则需高温烧制，过程复杂，污染易扩散。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种吸附性多孔铝片制备方法，该吸附性多孔铝片将用于光子源制备工艺中，解决现有技术中的光子源制备方法所制备的光子源的放射性分散不均匀的问题。

[0006] 本发明的第二个目的在于提供一种使用本发明吸附性多孔铝片制备方法的光子源制备方法，减少生产污染，简化光子源制备工艺中的放射化学工艺。

[0007] 本发明的第三个目的在于提供一种光子源。

[0008] 为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

[0009] 一种吸附性多孔铝片制备方法，其特征在于，包括步骤：

[0010] 步骤S110：将颗粒度为50-100微米的铝粉与易于与所述铝粉混合均匀的粘合剂按一定比例混合，压制成厚度为1mm的铝片；

[0011] 步骤S120：灼烧所述铝片，以去除所述粘合剂，制成多孔铝片；

[0012] 步骤S130：用80摄氏度的3N磷酸溶液酸处理所述多孔铝片，清洗后经灼烧制成所述吸附性多孔铝片，所述灼烧过程在400摄氏度的马沸炉中完成，灼烧时间为3小时。

[0013] 本发明的吸附性多孔铝片制备方法，优选的，所述粘合剂为聚乙烯醇，所述铝粉与所述聚乙烯醇的混合质量比例为100∶5。

[0014] 本发明的吸附性多孔铝片制备方法，优选的，在步骤S130中，所述对酸处理后的多孔铝片的清洗过程在超声波槽中完成，清洗时间为4小时，所述清洗过程使用的清洗剂为蒸馏水。

[0015] 本发明的光子源制备方法，包括步骤：

[0016] 步骤S100：使用本发明的吸附性多孔铝片制备方法制备吸附性多孔铝片；

[0017] 步骤S200：将光子源的硝酸镅或硝酸钚溶液滴到所述吸附性多孔铝片上，直到吸附饱和；

[0018] 步骤S300：将晾干后的所述吸附性多孔铝片经过400-450摄氏度的灼烧过程制成光子源源芯；

[0019] 步骤S400：将所述光子源源芯封装制成光子源。

[0020] 本发明的光子源制备方法，优选的，在步骤S300中，所述灼烧过程在马沸炉中完成。

[0021] 本发明的光子源，包括光子源源芯及封装所述光子源源芯的外壳，所述光子源源芯中放射性物质的载体为具有吸附性的多孔铝片。

[0022] 由上述技术方案可知，本发明具有以下有益效果：本发明的光子源制备方法，在放射化学工艺中，烧结温度从现有技术的900℃降至400℃，大大减少了生产污染和生产能耗，也降低了烧结设备的制造成本。本发明的光子源制备方法，其生产工艺的非放射性化学工艺部分，需制备吸附量一定且具有固定外形尺寸的多孔铝片，其生产工艺的放射化学工艺部分，可仅有简单的吸附和烘干两个过程，其设备甚至可以少到只有一个烧杯和一个低温炉。使得光子源制备的放射化学工艺大大简化。同时，本发明的光子源制备方法，光子源放射性分散的均匀性，取决于多孔铝片的孔隙分布状况；由于本发明的光子源制备方法所使用的本发明的吸附性多孔铝片制备方法制备的吸附性多孔铝片，具有均匀的孔隙，因此，本发明光子源制备方法制备的光子源，其源芯放射性分散均匀，解决了现有技术中存在的不均匀问题。

[0023] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

[0024] 下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

[0025] 采用本发明实施例的吸附性多孔铝片制备方法制备的吸附性多孔铝片，用于本发明实施例的光子源制备方法中。

[0026] 下面分别介绍制备5毫居(mCi)241Am光子源、10毫居241Am光子源和5毫居238Pu、238
10毫居 Pu光子源的本发明光子源制备方法的具体实施例(各实施例中的步骤1-7为本发明吸附性多孔铝片制备方法的实施例)：

[0027] 实施例1：制备5毫居的光子源，依次执行以下过程：

[0028] 1、准备颗粒度50μm的铝粉和聚乙烯醇；

[0029] 2、所述铝粉和所述聚乙烯醇按100∶5的比例混合均匀；

[0030] 3、填入钢模，用油压机压制成7×8×1mm的铝片；

[0031] 4、铝片放入马沸炉中，400℃恒温烘烤3小时，去除铝片中的粘合剂——聚乙烯醇，制成多孔铝片；

[0032] 5、多孔铝片浸泡于80℃3N H3PO4液中10小时；

[0033] 6、多孔铝片取出用蒸馏水在超声波槽中清洗4小时，取出，沥干水；

[0034] 7、多孔铝片放入400℃马沸炉中灼烧1小时，制成吸附性多孔铝片；

[0035] 8、称取0.991g Am(NO3)4溶于10ml蒸馏水中，配成297.5mCi/cm3的溶液；

[0036] 9、不断将Am(NO3)4溶液滴到制备好的多孔铝片上，直到吸附饱和；

[0037] 10、每个铝片吸附体积为0.0168cm3，吸附饱和后每个铝片为5mCi；

[0038] 11、将铝片放入马沸炉中400℃灼烧2小时制成241Am光子源源芯；

[0039] 12、源芯封装于不锈钢壳中，制成241Am光子源。

[0040] 实施例2：制备10毫居的241Am光子源，依次执行以下过程：

[0041] 1、准备颗粒度50μm的铝粉和聚乙烯醇；

[0042] 2、铝粉和聚乙烯醇按100∶5的比例混合均匀；

[0043] 3、填入钢模，用油压机压制成7×8×1mm的铝片；

[0044] 4、铝片放入马沸炉中，400℃恒温烘烤3小时，去除铝片中的粘合剂——聚乙烯醇，制成多孔铝片；

[0045] 5、多孔铝片浸泡于80℃3N H3PO4液中10小时；

[0046] 6、多孔铝片取出用蒸馏水在超声波槽中清洗4小时，取出，沥干水；

[0047] 7、多孔铝片放入400℃马沸炉中灼烧1小时，制成吸附性多孔铝片；

[0048] 8、称取1.983g Am(NO3)4溶于10ml蒸馏水中，配成595mCi/cm3的溶液；

[0049] 9、不断将Am(NO3)4溶液滴到制备好的多孔铝片上，直到吸附饱和；

[0050] 10、每个铝片吸附体积为0.0168cm3，吸附饱和后每个铝片为10mCi；

[0051] 11、将铝片放入马沸炉中400℃灼烧2小时制成241Am光子源源芯；

[0052] 12、源芯封装于不锈钢壳中，制成241Am光子源。

[0053] 实施例3：制备5毫居的238Pu光子源，依次执行以下过程：

[0054] 1、准备颗粒度50μm的铝粉和聚乙烯醇；

[0055] 2、铝粉和聚乙烯醇按100∶5的比例混合均匀；

[0056] 3、填入钢模，用油压机压制成7×8×1mm的铝片；

[0057] 4、铝片放入马沸炉中，400℃恒温烘烤3小时，去除铝片中的粘合剂——聚乙烯醇，制成多孔铝片；

[0058] 5、多孔铝片浸泡于80℃3N H3PO4液中10小时；

[0059] 6、多孔铝片取出用蒸馏水在超声波槽中清洗4小时，取出，沥干水；

[0060] 7、多孔铝片放入400℃马沸炉中灼烧1小时，制成吸附性多孔铝片；

[0061] 8、称取0.248g Pu(NO3)4溶于10ml蒸馏水中，配成297.5mCi/cm3的溶液；

[0062] 9、不断将Pu(NO3)4溶液滴到制备好的多孔铝片上，直到吸附饱和；

[0063] 10、每个铝片吸附体积为0.0168cm3，吸附饱和后每个铝片为5mCi；

[0064] 11、将铝片放入马沸炉中400℃灼烧2小时制成238Pu光子源源芯；

[0065] 12、源芯封装于不锈钢壳中，制成238Pu光子源。

[0066] 实施例4：制备10毫居的238Pu光子源，依次执行以下过程：

[0067] 1、准备颗粒度50μm的铝粉和聚乙烯醇；

[0068] 2、铝粉和聚乙烯醇按100∶5的比例混合均匀；

[0069] 3、填入钢模，用油压机压制成7×8×1mm的铝片；

[0070] 4、铝片放入马沸炉中，400℃恒温烘烤3小时，去除铝片中的粘合剂——聚乙烯醇，制成多孔铝片；

[0071] 5、多孔铝片浸泡于80℃3N H3PO4液中10小时；

[0072] 6、多孔铝片取出用蒸馏水在超声波槽中清洗4小时，取出，沥干水；

[0073] 7、多孔铝片放入400℃马沸炉中灼烧1小时，制成吸附性多孔铝片；

[0074] 8、称取0.496g Pu(NO3)4溶于10ml蒸馏水中，配成595mCi/cm3的溶液；

[0075] 9、不断将Pu(NO3)4溶液滴到制备好的多孔铝片上，直到吸附饱和；；

[0076] 10、每个铝片吸附体积为0.0168cm3，吸附饱和后每个铝片为10mCi；

[0077] 11、将铝片放入马沸炉中400℃灼烧2小时制成238Pu光子源源芯；

[0078] 12、源芯封装于不锈钢壳中，制成238Pu光子源。

[0079] 由其上的四个具体实施例可知，在步骤1、2中，将铝粉与粘合剂按一定比例混合均匀，这里粘合剂优选为聚乙烯醇，聚乙烯醇具有比较好的粘合性能，也易与铝粉混合均匀。所述铝粉与所述聚乙烯醇的混合质量比例优选为100∶5。充分混合并混合均匀的目的是在去除粘合剂后所制备出的多孔铝片具有均匀的孔隙。所选取的铝粉与聚乙烯醇的克数由实际所需制备的多孔铝片的规格和个数确定，例如可有50克铝粉配2.5克聚乙烯醇、100克铝粉配5克聚乙烯醇等不同的实施例。除聚乙烯醇之外，也可使用其他粘合性能好，且易于与铝粉混合均匀的粘合剂。铝粉的颗粒度在50μm-100μm之间，优选的为50μm。

[0080] 在步骤3中，小铝片的规格与数量可根据实际所需光子源源芯的规格大小与数量来确定。

[0081] 在步骤4中，灼烧时间和工艺温度，可根据粘合剂的性质和实际操作中粘合剂的去除情况确定。

[0082] 在步骤6中，清洗的目的是去除多孔铝片在进行酸处理步骤后仍然附着的杂质。该清洗过程优选的可以在超声波槽中进行，超声波槽的清洗效果好，有利于提高产品的质量。清洗剂优选的使用蒸馏水作为清洗剂，防止所述多孔铝片附着其他杂质。清洗时间可根据实际清洗效果确定，可为4小时等不同的实施例。

[0083] 封装所述光子源的外壳，也不限于不锈钢外壳，也可选用符合相关标准的其他材质外壳。

[0084] 其中，所述灼烧过程可在马沸炉中完成，所述灼烧温度可在400-450摄氏度范围内选取，优选的为400℃。在该灼烧步骤中，直接上到400摄氏度灼烧若干时间即可。也可以先在400℃下的灼烧一定时间，然后将灼烧温度提高到400℃。

[0085] 本发明的光子源制备方法制备的光子源，包括光子源源芯及封装所述光子源源芯的外壳，所述光子源源芯中放射性物质的载体为具有吸附性的多孔铝片。本发明的光子源，由于选用吸附性多孔铝片为其放射性物质的载体，使得本发明的光子源比现有技术中的光子源，均匀性更好，更具竞争力。

[0086] 相比于现有技术的光子源制备方法，本发明的光子源制备方法，利用多孔铝片吸附硝酸镅或硝酸钚溶液，制备光子源，具有放射性生产过程简单，镅或钚在铝片中分布均匀，不需高温烧结等优点。

[0087] 利用本发明的光子源制备方法制备光子源，在制备出多孔铝片后，后面的放射性操作很简单，只要把Am(NO3)4溶液定量滴到铝片上，400℃烘干即可，大大简化了操作工艺。

[0088] 以下通过数据说明本发明的光子源制备方法的技术效果。

[0089] 首先，表1所示为均匀性实验的数据。对制备的光子源源片(即吸附性多孔铝片，)，选取其圆心位置为第一测量点，在圆心周边选取4个位置(分别在圆心位置的上、下、左、右四个方向上选取，距圆心位置相等)为第2～5个测量点，测量所述5个测量点的光子量，测量点直径 计算出5个点的误差范围，所述误差范围是指该测量点的实际测量光子量与理论计算值的比值。测量结果如表1所示：