[实用新型]一种电沉积-自沉积制备α放射源实验装置

说明书

本实用新型公开了一种电沉积‑自沉积制备α放射源实验装置，其特点是该实验装置由设置在不锈钢底座上的特氟龙外筒和特氟龙内筒组成设有夹套的沉积槽，所述特氟龙内筒内设有筛板；所述特氟龙外筒上设有进、出水管；所述进、出水管与特氟龙外筒和特氟龙内筒之间的夹套连通。本实用新型与现有技术相比具有电沉积与自沉积集于同一装置，通过改变电沉积溶液中的电解质类型和电沉积电压，实现多种α放射性核素制源，提高测量效率，电沉积制备的Ra、Th等α源，峰形尖锐，能量分辨率合适，回收率较高，装置结构简单，使用方便，尤其适用于化学实验室的配备。

技术领域

本实用新型涉及同位素放射源技术领域，尤其是一种用于辐射环境监测以及同位素海洋学的电沉积-自沉积制备α放射源实验装置。

背景技术

人类大规模利用核能始于20世纪40年代，核能的利用少不了核电站、核燃料后处理厂等相关核设施的运行支持，核武器试验、核电站事故导致的核泄漏等对地球环境和人类健康存在极大的威胁，日本福岛核事故后，我国对核设施的建设和运行也提出了更高的标准和要求。随着国家对环境保护要求的提高、公众环保意识不断增强以及对大气、海洋、水体、食品等与人民生活息息相关的环境健康的重视，提高相关分析技术水平和准确性，确保相关辐射环境监测和评价工作具有十分重大的意义。同时随着中国海洋强国战略的实施，同位素海洋学应用放射性核素示踪海洋学过程等也对多种放射性核素的快速高效分析提出了重大需求。天然放射性核素²¹⁰Po、²¹⁰Pb、²³⁸U、²³²Th、²³⁰Th以及人工放射性核素²⁴¹Am、^239+240Pu等，以不同活度水平广泛分布在土壤、水圈、生物圈、大气圈层等环境介质中，可通过食入和吸入进入生物体内或者人体内。此外，铀矿冶炼等核设施的运行会造成环境中放射性核素水平的升高，而其他工业活动，如火电站、磷肥厂运行也可能造成环境中放射性核素（²¹⁰Po、²¹⁰Pb等）活度升高，从环境保护和公众健康角度来看，准确监测环境介质（大气气溶胶、饮用水、食品等）中²¹⁰Po、²³⁸U、²³²Th、²³⁰Th、Pu同位素、²⁴¹Am等核素的含量是十分重要的。由于Ra同位素（²²⁶Ra、²²⁸Ra）能帮助海洋科学家进行水团混合过程研究、²¹⁰Po-²¹⁰Pb等核素对能帮助研究海洋上层水体输出生产力，²²⁶Ra和²¹⁰Po的分析也是至关重要的。

针对上述α放射性核素的分析，往往采用α能谱法进行测量，因此制备α薄源是准确分析α放射体含量的前提。目前Po的制源方法主要是依据国标《水中钋-210的分析方法》（HJ813-2016）和文献中所述的银片自沉积法，其具体实施过程是：往盛有70 mL样品溶液烧杯中加入2~3 g抗坏血酸和0.5 mL盐酸羟胺，调节溶液酸度为0.2~0.5 mol/L，然后置入搅拌磁石和银片，在磁力加热搅拌器上自沉积1~2 h。而目前针对土壤、沉积物、生物等介质²²⁶Ra可以方便地使用γ能谱法实现测量，但是针对海水等²²⁶Ra活度较低样品，大体积采样难以实现，此时电沉积制源-α能谱法测量是一种行之有效的解决方法。同样针对²³⁰Th、²³⁸U、²⁴¹Am、²³⁹Pu等α放射性核素，样品量只需要几克，在完成色谱分离后利用电沉积制源-α能谱法测量，也能十分有效的实现分析测定目的。

现有技术的Po自沉积装置或Ra-Th-U-Pu-Am等α放射性核素电沉积装置只能单独或分别进行核素制源分析，对于多种放射性核素的分析过程复杂，操作很不方便，以至辐射环境监测水平和效率十分低下，而且Po在高温下的挥发，回收率很低。

实用新型内容