способ изготовления мишени для облучения в реакторе

Формула изобретения

1. Способ изготовления мишени для облучения в реакторе, заключающийся в том, что получают смесь исходного облучаемого элемента с порошком матрицы добавлением раствора соли облучаемого элемента к порошку матрицы, упаривают смесь, прокаливают до получения оксидных либо солевых покрытий облучаемого элемента на поверхности порошка матрицы, добавляют к полученной смеси металлический алюминиевый порошок, перемешивают, ампулируют и герметизируют.

2. Способ по п.1 характеризуется тем, что в качестве порошка матрицы используют кварцевый порошок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области атомной техники и может быть использовано для накопления и преобразования химических элементов в результате ядерных реакций.

Известен способ изготовления мишеней-накопителей для облучения методом плавки и литья (пат. ФРГ 1343961, 1971), включающий приготовление сердечников алюмокермическим восстановлением оксидов ТПЭ с последующей разливкой в изложницы из графита.

Недостатком этого способа является многостадийность и сложность технологии, приводящие к большому количеству отходов.

Наиболее близким к заявляемому является способ изготовления мишеней для облучения, включающий получение смеси облучаемого элемента с порошком матрицы путем добавления раствора облучаемого элемента в кислоте к порошку матрицы, прокаливание смеси до получения оксидных покрытий облучаемого элемента на поверхности порошка матрицы, засыпку полученной композиции в корпус мишени и герметизацию, а в качестве порошка матрицы используют кварцевый порошок. (В.М. Лебедев. Способ изготовления мишени для облучения в реакторе. Патент РФ №2192678 от 31.05.01, БИ №31, 2002).

Мишени, изготовленные по этому способу, обладают хорошим качеством - при химической переработке от кварцевого порошка практически не образуется никаких примесей. Но низкая теплопроводность мешает использовать этот способ для изготовления мишеней-накопителей с большим выделением тепла при облучении.

Задачей настоящего изобретения является упрощение технологии изготовления мишени с большим выделением тепла при облучении и последующей ее переработки.

Эта задача решается тем, что в способе изготовления мишеней для облучения смеси исходного облучаемого элемента с порошком матрицы получают добавлением к порошку матрицы раствора соли облучаемого элемента, перемешивают, упаривают и прокаливают смесь до получения оксидных, либо солевых покрытий облучаемого элемента на поверхности порошка матрицы, добавляют порошок металлического алюминия, перемешивают, ампулируют и герметизируют. В качестве порошка матрицы используют кварцевый, либо другой инертный, выдерживающий высокие температуры порошок.

При необходимости из приготовленной смеси прессуют таблетки, проводят термообработку при t=400-600°С, ампулируют и герметизируют.

Отличительным признаком заявляемого способа является смешивание кварцевого порошка, покрытого стартовым элементом, с порошком металлического алюминия.

Отличительный признак существенен, т.к. благодаря ему в совокупности с известными (равномерность распределения стартового элемента в объеме композиции, минимальные примеси от основного наполнителя - кварца в процессе химической переработки, малое пыление композиции и т.д.) получается новое техническое свойство - повышение теплопроводности таблеток, что позволяет использовать предлагаемое решение для изготовления мишеней с большим выделением тепла при облучении.

Необходимую по объему навеску кварцевого порошка засыпали в кварцевый тигель. Туда залили приготовленный раствор нитрата европия (как аналог трансплутониевого элемента - ТПЭ) с заданным количеством этого элемента, меченого Еu-152. Объемная концентрация Еu в композиции составила 0,5 г/см³. Смесь перемешали, поместили в печь и подвергли термической обработке. Полученный кварцевый порошок с нанесенным на него оксидом европия перемешали с металлическим алюминиевым порошком в соотношении 3:1. Из полученной смеси спрессовали таблетки и подвергли их вакуумной термообработке при 600°С. Равномерность распределения европия в объеме композиции измеряли по Eu-152, она составила 93%. Теплопроводность полученной смеси и таблеток из нее обеспечивалась металлическим порошком алюминия, содержащимся в объеме композиции.