[发明专利]一种放射性碘-131蒸气捕集装置

说明书

技术领域

本发明属于放射性同位素制备技术领域，具体涉及一种放射性碘-131蒸气捕集装置。

背景技术

由放射性碘-131制成的放射性药品广泛应用于现代核医学临床诊断与治疗，放射性碘-131原料的主要生产方式为采用蒸馏的方法从反应堆辐照后的二氧化碲中蒸馏提取和从²³⁵U的裂片混合液中蒸馏提取。上述的生产方法均是通过加热将放射性碘-131蒸馏出来，采用稀碱液（一般为浓度小于0.5mol/L的NaOH溶液）吸收，获得用于生产放射性药品的原料。目前，主要采用干馏法从反应堆辐照后的二氧化碲中蒸馏提取放射性碘-131。

文献表明，本发明提供单位-中国工程物理研究院核物理与化学研究所，及国内的中国原子能科学研究院和中国核动力研究院，均曾经在放射性碘-131生产工艺中采用碱吸收的方法处理蒸馏出来的放射性碘-131蒸气，以获得医用Na¹³¹I溶液产品。传统的方法是，将从活化的二氧化碲中蒸馏出来的放射性碘-131蒸气（一般用空气作为载气）通入装有稀碱液的吸收瓶底部，载气中的碘-131通过鼓泡的方式被吸收瓶内的稀碱液吸收转化成为Na¹³¹I。该生产方式需要将载气控制在较小的流速下，而且气泡在稀碱液中的行程较长，才能够保证获得大于95%以上的吸碘-131效率。由于国内反应堆的辐照能力限制和采用现有蒸馏生产装置的单产能限制，和现有放射性碘-131蒸气处理技术需要加入的稀碱液的体积较大（一般大于10mL），因此所获得的Na¹³¹I溶液的浓度往往低于0.2Ci/mL，若要获得浓度不低于1Ci/mL的Na¹³¹I溶液，则需要采用同一份稀碱液吸收从多批活化二氧化碲中蒸馏出来的放射性碘-131蒸气，或对低浓度的Na¹³¹I溶液进行浓缩处理，才能获得浓度达到或超过1Ci/mL的Na¹³¹I溶液产品。但是，稀碱液重复吸收碘-131蒸气的方法存在载气中大量氧气和二氧化碲原料中酸性挥发性杂质对稀碱液中的还原剂（如Na₂SO₃）和NaOH的消耗，有造成Na¹³¹I的化学纯度降低和碘-131蒸气吸收效率降低的风险，而对低浓度的Na¹³¹I溶液进行浓缩处理存在产品中NaOH浓度超标或Na⁺浓度过高，以及在蒸馏过程中损失Na¹³¹I的风险。

其实，现有生产装置中加入的稀碱液的量远远多于溶解所捕集的放射性碘-131的总量。理论计算表明，即使碘-131蒸馏装置的单产能达到100Ci（理论计算其碘的质量约为7.8*10^-4g），全部溶解所捕集的放射性碘-131所需0.5 mol/L的NaOH溶液的量仅需约1.2*10^-2mL。由于现有的放射性碘-131蒸馏装置能够装入的活化TeO₂的量较小，特别是在反应堆热中子注量率低于1*10¹⁴ n/cm²·s的情况下，放射性碘-131的产额较低，而现有的碘-131蒸气捕集装置加入的碱吸收液体积往往大于10mL，导致最终获得的Na¹³¹I溶液产品浓度较低。目前，尚未有国内的科研机构和生产企业使用这种放射性碘-131捕集装置进行高浓度Na¹³¹I溶液生产的实例报道，而现实中迫切需要结构紧凑、操作安全便利的一种生产高浓度Na¹³¹I溶液的放射性碘-131蒸气捕集装置。

发明内容

为了能够实现高效生产高浓度的医用Na¹³¹I溶液，并且达到控制放射性污染风险和尾气达标排放的目的，本发明提供一种放射性碘-131蒸气捕集装置。

本发明能够高效捕集从反应堆活化的二氧化碲原料中蒸馏出来的放射性碘-131蒸气，并将其中约98%的碘-131转化成为浓度大于10Ci/mL的医用级Na¹³¹I溶液，其余的放射性碘-131蒸气将被净化至环境排放达标。

实现本发明的技术方案如下：

本发明的一种放射性碘-131蒸气捕集装置，其特点是，所述的捕集装置包括冷阱、溢流槽、碱液瓶、加热器、氮气瓶、冷冻液贮罐、产品瓶、真空泵，其连接关系是，所述的冷阱与溢流槽、碱液瓶、加热器、冷冻液贮罐、产品瓶、真空泵通过管路分别连接。所述的碱液瓶、加热器、冷冻液贮罐分别与氮气瓶连接，产品瓶与真空泵连接。