[发明专利]一种加速器驱动的液态次临界同位素生产系统

说明书

本发明涉及同位素生产技术领域，具体提供一种加速器驱动的液态次临界同位素生产系统，解决现有中子能量较高、能谱不均匀，使得同位素产量较低的问题。本发明的加速器驱动的液态次临界同位素生产系统包括反射层组件、容器和加速器，其中，反射层组件的内部形成有容留腔，在容留腔的内部注有第一溶液，该第一溶液为重水和铀盐溶液的混合物，容器设置于容留腔的内部，在容器的内部注有重水，加速器的下部插于反射层组件的第一通道并延伸至容器的内部并被重水浸泡产生反应以生产中子，中子和容留腔内的铀盐溶液发生核反应，以便中子能量降低，生产同位素，同时容留腔内的重水对中子发生慢化反应，能谱慢化均匀，因此可提高同位素的产量。

技术领域

本发明涉及同位素生产的技术领域，具体提供一种加速器驱动的液态次临界同位素生产系统。

背景技术

液态次临界堆是一种采用外源驱动的溶液堆，它采用外源驱动，处于次临界状态，具有固有安全性，同时具有燃料制备简单、控制系统简单、功率水平低、建造成本低、运行管理灵活等优势。外源中子进入铀盐溶液，使U-235裂变，产生更多的中子和裂变产物，裂变产物中包含有Mo-99、I-131、Sr-89等同位素，通过提取这些核素，可用来进行同位素生产。

现有的液态次临界同位素生产装置未设置慢化剂或设置有单独的慢化层，与铀盐溶液分隔设置，导致中子能量较高、能谱不均匀，使得同位素产量较低。

相应地，本领域需要一种新的加速器驱动的液态次临界同位素生产系统来解决上述问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有装置未设置慢化剂或设置有单独的慢化层，与铀盐溶液分隔设置，导致中子能量较高、能谱不均匀，使得同位素产量较低的问题。

本发明提供一种加速器驱动的液态次临界同位素生产系统，所述系统包括反射层组件、容器和加速器；所述反射层组件的内部形成有容留腔，所述容留腔的内部注有第一溶液，其为重水和铀盐溶液的混合物；所述容器设置于所述容留腔的内部，所述容器的内部注有重水；所述加速器的下部插于所述反射层组件的第一通道并延伸至所述容器的内部并被所述容器内的重水浸泡产生反应以生产中子，所述中子和所述第一溶液发生核反应和慢化反应，以生产同位素。

在上述加速器驱动的液态次临界同位素生产系统的优选技术方案中，所述反射层组件包括外壳体、内壳体和反射材料层；所述外壳体套设于所述内壳体的外部并在所述内壳体和所述外壳体之间形成有间隙，所述反射材料层填充于所述间隙，所述内壳体的内部为所述容留腔。

在上述加速器驱动的液态次临界同位素生产系统的优选技术方案中，所述系统还包括真空差分系统，其位于所述容器的顶部并和所述容器连通，用于抽取所述容器内部的空气。通过设置真空差分系统能够将加速器和容器内重水反应所产生的空气排出。

在上述加速器驱动的液态次临界同位素生产系统的优选技术方案中，所述系统还包括调合组件，其包括调合箱、第一管道和第一电磁阀；所述第一管道的一端和所述调合箱连通，所述第一管道的另一端插于所述反射层组件的第二通道并和所述容留腔连通，所述第一电磁阀安装在所述第一管道上。通过设置调合组件可将第二溶液输送至容留腔内，完成补充溶液。

在上述加速器驱动的液态次临界同位素生产系统的优选技术方案中，所述系统还包括同位素提取组件，其用于提取同位素，所述同位素提取组件包括同位素提取器、第二管道、第三管道和第二电磁阀；所述第二管道的一端和所述同位素提取器连通，所述第二管道的另一端插于所述反射层组件的第三通道并延伸至所述容留腔的内底部，用于吸入掺杂同位素的所述第一溶液进入所述同位素提取器；所述同位素提取器和合成模块连通，用于对被分离出的所述同位素进行加工；所述第三管道的一端和所述同位素提取器连通，所述第三管道的另一端和所述调合箱连通，用于输送被分离出的所述第一溶液进入所述调合箱，所述第二电磁阀安装在所述第三管道上。通过设置同位素提取组件能够将同位素和第一溶液分离，并将第一溶液输送至调合箱内可再次利用，进而节省成本。