[发明专利]一种基于Th-U自持循环的99

说明书

本发明提供了一种基于Th‑U自持循环的⁹⁹Mo次临界生产装置，包括加速器系统、⁹⁹Mo生产系统和分离纯化单元；加速器系统用于加速、运输离子束流，并产生中子；⁹⁹Mo生产系统从内到外依次包括中子倍增层、²³²Th‑²³³U盐溶液、中子反射层和屏蔽层；中子倍增层用于产生高中子通量；²³²Th‑²³³U盐溶液用于²³³U(n,f)⁹⁹Mo反应生产⁹⁹Mo，同时，中子与²³²Th反应转化为²³³U，以达到Th‑U自持循环；分离纯化单元用于⁹⁹Mo的分离提纯。本发明还提供了一种⁹⁹Mo次临界生产方法。本发明结构工艺简单、成本低、⁹⁹Mo产量高，且满足Th‑U自持循环，15年内无需额外添加燃料。

技术领域

本发明涉及同位素生产技术领域，尤其涉及一种基于Th-U自持循环的⁹⁹Mo次临界生产装置及方法。

背景技术

^99mTc为⁹⁹Mo自然衰变的子核，是目前核医学临床应用最广的放射性同位素，全球每年有3000万～4000万次核医学显像诊断需要使用^99mTc标记药物，其用量约占单光子发射计算机断层成像(SPECT)临床显像药物的70％以上。目前，⁹⁹Mo主要通过反应堆辐照²³⁵U靶裂变制备。全球的⁹⁹Mo供应主要由加拿大NRU实验反应堆、荷兰HFR高通量堆、比利时BR-2堆、波兰Maria堆以及捷克LWR-15反应堆等实验反应堆生产供应。但大部分实验堆设备老化，平均运行寿命近50年，面临退役问题且停堆事件频发。此外，国际原子能机构在报告(IAEATECDOC，2005)中指出，世界2002年铀需求总量66815吨，而产量仅36042吨，严重短缺。自此，全球⁹⁹Mo/^99mTc供应面临严重危机。

面对铀资源短缺，需寻找替代²³⁵U的燃料。目前存在可替代²³⁵U的三种核燃料²³⁸U、²³⁹Pu以及²³²Th。其中，²³⁸U只能在快中子作用下发生裂变；²³⁹Pu是由²³⁸U增殖的人工核素，应用潜力不高；而²³²Th，因其具有储量高、安全性好、裂变产物毒性低以及防核扩散能力强等优点，便成为替代²³⁵U燃料的最优选择。

为了减少医用同位素对²³⁵U的依赖，积极开发²³²Th生产⁹⁹Mo的生产技术，出现了基于Th-U自持循环的多种新型生产技术，以应对铀资源短缺以及满足全球医疗程序对⁹⁹Mo的巨大需求。然而，现有技术却仍存在一些不足之处，比如，生产工艺复杂，成本高，⁹⁹Mo产量低。

据此，目前急需研究出一种工艺简单、成本低、产量高的新型⁹⁹Mo生产技术，以满足未来⁹⁹Mo的稳定供给。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种工艺简单、成本低、产量高的基于Th-U自持循环的⁹⁹Mo次临界生产装置及方法。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种基于Th-U自持循环的⁹⁹Mo次临界生产装置，包括加速器系统、⁹⁹Mo生产系统和分离纯化单元；

所述加速器系统用于加速、运输离子束流，并产生中子；