I溶液生产装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于放射性同位素制备技术领域，具体涉及一种Na125I溶液生产装置。
【背景技术】
[0002]由放射性碘-125制成的籽源、放免药品和同位素示踪剂等广泛应用于现代核医学临床诊断与治疗、石油测井等领域，其主要采用反应堆辐照124Xe生产。目前，国内外获取碘化钠(Na 125I)溶液主要采用独立靶件(浓缩124Xe靶)辐照的生产方式，该生产的简要流程是:将浓缩124Xe气注入石英玻璃容器或金属容器内密封，放入反应堆辐照1-3天，取出靶件在热室内打开，将辐照过的氙气转入干净容器中密封冷却约2周，然后将氙气回收，再在容器中加入适量的稀碱液(或提前加入)溶解附着在容器内壁的碘-125，获得浓度较低的Na125I溶液。当需要较高浓度产品时，可在独立的蒸馏装置中浓缩。基于控制放射性碘-126等杂质核素含量尽量低的目标，也有采用连续循环法(回路法)和间歇操作循环法辐照生产，其中的连续循环法不需要将氙气独立包装，而是将氙气直接注入放置在反应堆中的辐照孔道中的管道内辐照，通过回路系统循环将辐照后的氙气在对外冷却衰变，并连续将衰变瓶内的氙气(包括一部分没有衰变的125Xe)连续返回堆内辐照，但因循环系统复杂和反应堆区域工作条件限制，该生产方法并未得到推广。
[0003]文献表明，我国从20世纪90年代中期开始了碘-125生产工艺研宄，现已具备小批量生产能力。除本发明提供单位-中国工程物理研宄院核物理与化学研宄所外，国内的中国原子能科学研宄院和中国核动力研宄院均建立了生产装置。目前，公开报道的碘-125生产所涉及的制靶、开靶、氙气倒罐与贮存冷却、蒸馏浓缩等工序分散在不同的房间和热室(或工作箱)内进行，存在放射性物料在不同处理场所之间转移的环节多、所需操作空间大、工作效率较低、靶料(高浓缩的124Xe)泄漏量较大等不足，而且一般需要将氙气回收瓶从热室(或工作箱)转移至制靶间并将氙气转移至制靶装置后才能被重新制成靶件，而回收的氙气中往往含有少量放射性125Xe和125K126I等，而且从热室(或工作箱)内转移出来的氙气回收瓶的表面一般都会被放射性沾污，存在放射性污染制靶装置、人员和环境的风险，增加了工作人员接受更多电离辐射的风险。目前，尚未有利用这种生产装置实施Na125I溶液生产的公开报道，而现实中迫切需要结构紧凑、操作安全便利的大批量生产Na125I溶液的生产装置。
【发明内容】
[0004]为了克服已有技术中的Na125I溶液生产装置的制靶、开靶、氙气倒罐与贮存冷却、蒸馏浓缩等工序操作场所分散且所需操作空间较大、放射性物料在不同处理场所之间转移的环节多、工作效率较低、靶料泄漏量较大、易于出现放射性污染制靶装置、人员和环境的不足，本发明提供一种Na125I溶液生产装置。本发明能够实现Na125I溶液高效生产，并且达到控制放射性污染风险和尾气“零”排放的目的。
[0005]本发明将Na125I溶液生产所有工序集成一体化，可在线将回收的可能含有少量放射性的氙气直接制成靶件用于再生产，可在一个热室(或工作箱)内利用一套装置完成开靶、靶内辐照后的氙气转移与贮存衰变、氙气回收、Na125I溶液蒸馏浓缩和靶件制备等工作，无需将可能被放射性污染的氙气回收瓶从热室(或工作箱)取出，而且可将制成的靶件通过生产线内的转移路径直接转入反应堆内辐照，完全避免了工作人员利用回收氙气制靶过程中所接受的辐射剂量，并实现放射性尾气“零”排放的高标准，显著提高了生产效能和减少了生产所需场所面积。采用本发明能够高效处理从反应堆辐照后的氙气(Xe)中衰变产生的放射性碘-125，并将其全部转化成为Na125I溶液和在线将回收的氙气制成靶件再利用，放射性尾气达到“零”排放。
[0006]实现本发明的技术方案如下:
本发明的Na125I溶液生产装置，其特点是，所述的生产装置包括台架、倒气罐、开靶器、充焊器、反应器、原料罐、真空泵、压力表、液氮泵，其连接关系是，所述的倒气罐、开靶器、充焊器、反应器、原料罐、真空泵均设置在台架上并与台架固定连接，压力表固定连接在倒气罐上。所述的倒气罐与开靶器、充焊器、反应器、原料罐、真空泵、压力表分别连接。所述的台架下设置有液氮泵，液氮泵与开靶器、充焊器、反应器、原料罐分别连接。
[0007]所述的开靶器包括升降台1、钢针、针座、冷冻夹套I，所述的升降台I上设置有针座，针座中设置有钢针，升降台1、针座、钢针依次固定连接。所述的钢针上设置有橡胶圈，在钢针的正下方设置有冷冻夹套I，在冷冻夹套I内设置有倒置的靶件。所述的升降台
1、冷冻夹套I分别与台架固定连接，钢针与靶件、冷冻夹套I为同轴心设置。
[0008]所述充焊器包括升降台I1、电机、夹持块1、夹持块I1、连接块、冷冻夹套II，其连接关系是，所述的冷冻夹套I1、升降台II分别与台架固定连接。在升降台II上设置有电机、夹持块1、连接块、夹持块II，所述的升降台II与电机、夹持块I1、连接块分别固定连接，与夹持块I滑动连接。所述连接块内设置的输气管、橡胶塞相互连接。所述的电机与夹持块I通过丝杆连接。所述的夹持块II上设置有熔断器，熔断器外接焊接电源。所述的冷冻夹套II设置在连接块的正下方，在冷冻夹套II内设置有靶筒。连接块、输气管、橡胶塞、靶筒、冷冻夹套II为同轴心设置。
[0009]所述倒气罐的罐体通过管道分别连接有阀门1、阀门I1、阀门II1、阀门IV、阀门V。所述的阀门1、阀门I1、阀门II1、阀门IV、阀门V分别与开靶器、充焊器、反应器、原料罐、真空泵对应连接，压力表与罐体通过管路连接。
[0010]所述的反应器包括冷水套、三岔管、刻度管、锥形瓶、电炉、冷冻槽、循环泵、加料瓶、蠕动泵、四通阀、产品瓶，所述的锥形瓶、电炉从上到下依次叠放在冷冻槽内。所述的三岔管的一端与位于锥形瓶上方的刻度管连接，另外两端分别与锥形瓶连接形成管道回路，管道回路上设置有依次连接的冷水套和循环泵。所述的四通阀与锥形瓶、蠕动泵、产品瓶、阀门III通过管道分别连接，蠕动泵与加料瓶连接，产品瓶还与真空泵。
[0011]本发明的Na125I溶液生产装置利用了 124Xe(n，γ ) 125Xe (β_)125Ι的核物理反应和125I与NaOH反应生成Na125I,实现了从反应堆辐照后的氙气中批量生产Na125I溶液产品，并实现回收的氙气在线直接制成靶件用于再生产和Na125I溶液蒸馏浓缩，其简要工作原理是:在低真空条件下，用开靶器将靶件刺破，将靶中活化的氙气转移至预先加入了一定量稀NaOH溶液并被液氮冷冻的锥形瓶中，贮存冷却一段时间使氙气中的125Xe全部衰变为1251，然后将冷却后的氙气转移至液氮冷冻的靶筒中密封，制成新靶用于再生产，而在氙气贮存冷却的过程中生成的125I与碱液反应生成水溶性较好的Na125I,并根据需要通过蒸馏浓缩可获得不同浓度Na125I溶液产品。
[0012]本发明不需要多间实验室和热室(或工作箱)，只需一个热室(或工作箱)即可完成124Xe靶件制备、辐照靶件开启、氙气转移与贮存衰变、氙气回收与制靶、Na125I溶液蒸馏浓缩等工作，获得较高浓度的Na125I溶液产品，显著提高了工作效率，减少了生产场所(面积)和放射性物料在不同处理场所之间转移的环节，降低了靶料(特别是高浓缩的124Xe)转移过程中的泄漏量，完全避免了现有生产方式需要将回收氙气瓶从热室(或工作箱)转移至非放射性操作的制靶间重新制靶而存在制靶装置、人员和环境被放射性污染的风险。
[0013]本发明的Na125I溶液生产装置可以实现从反应堆辐照的氙气中高效生产放射性Na125I溶液，克服了现有生产装置占用实验室和热室(或工作箱)数量多(面积大)、工作效率较低、放射性物料在不同处理场所之间转移的环节多和转移过程中的靶料损失较大、易于出现放射性污染制靶装置、人员和环境等不足，较大提高了生产效能，显著减少了所需生产设施的数量(面积)。本发明的装置结构紧凑，适用于有效操作空间较小的屏蔽工作箱内的高浓度Na125I溶液产品的生产，操作的稳定性和安全性好。
【附图说明】
[0014]图1是本发明的Na125I溶液生产装置的总体结构框图；
图2是本发明中的开靶器的结构示意图；
图3是本发明中的充焊器的结构示意图；
图4是本发明中的倒气罐的结构示意图；
图5是本发明中的反应器的结构示意图；
图中:1.台架 2.倒气罐 3.开靶器 4.充焊器 5.反应器 6.原料罐 7.真空泵 8.压力表 9.液氮泵 10.升降台I11.钢针 12.针座 13.橡胶圈 14.靶件 15.冷冻夹套I 16.升降台II17.电机 18.夹持块I 19.连接块 20.输气管 21.橡胶塞 22.夹持块II 23.熔断器 24.靶筒 25.冷冻夹套II 26.罐体 27.阀门I28.阀门II 29.阀门III 30.阀门IV 31.阀门V 32.冷水套 33.三岔管 34.刻度管 35.锥形瓶 36.电炉 37.冷冻槽 38.循环泵39.加料瓶 40.蠕动泵 41.四通阀 42.产品瓶。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0016]实施例1
图1是本发明的Na125I溶液生产装置的总体结构框图，图2是本发明中的开靶器的结构示意图，图3是本发明中的充焊器的结构示意图，图4是本发明中的倒气罐的结构示意图，图5是本发明中的反应器的结构示意图。在图1~图5中，本发明的Na125I溶液生产装置，包括台架1、倒气罐2、开靶器3、充焊器4、反应器5、原料罐6、真空泵7、压力表8、液氮泵9，其连接关系是，所述的倒气罐2、开靶器3、充焊器4、反应器5、原料罐6、真空泵7均设置在台架I上并与台架I固定连接，压力表8固定连接在倒气罐2上。所述的倒气罐2与开革巴器3、充焊器4、反应器5、原料罐6、真空泵7、压力表8分别连接。所述的台架I下设置有液氮泵9，液氮泵9与开靶器3、充焊器4、反应器5、原料罐6分别连接。如图1所示。
[0017]