1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29874
(51) G21G 4/06 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0851.1
(22) 23.06.2014
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(72) Озерной Алексей Николаевич; Верещак
Михаил Федорович
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Институт ядерной
физики"
(56) RU 2084981 С1, 20.07.1997
(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
РАДИОАКТИВНОГО ИСТОЧНИКА
КОБАЛЬТ-57 В МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ
ХРОМОВОЙ ПОДЛОЖКЕ
(57) Изобретение относится к технологии
изготовления радиоактивных источников с
изотопом кобальт-57 и может найти применение в
ядерной гамма-резонансной (мессбауэровской)
спектроскопии.
Способ изготовления мессбауэровского
источника с радионуклидом кобальт-57 в
металлической хромовой подложке включает в себя
электролитическое нанесение кобальта-57 на
поверхность одной подложки и его последующую
термодиффузию в условиях высокого вакуума
одновременно в две подложки.
Технический результат изобретения заключается
в сокращении основных потерь радионуклида
кобальт-57 за счет его перераспределения между
подложками в едином технологическом цикле.
(19)KZ(13)A4(11)29874
2. 29874
2
Изобретение относится к технологии
изготовления радиоактивных источников с
изотопом кобальт-57 и может найти применение в
ядерной гамма-резонансной (мессбауэровской)
спектроскопии.
Известны способы, описанные в (Nucl. Instr. And
Methods, 1964, v.26, №2, p.269-273 Stephan I; Nucl.
Instr. And Methods, 1967, v.54, №2, p.105-109, Deji I.,
Molnar В.), в которых кобальт-57 электролитически
осаждают на различные металлические фольги, с
последующей термодиффузией радионуклида в
металл при температурах 950-1100°С в течение 2-50
часов в вакууме 1.3·10-3
-1.3·10-4
Па. Данные способы
не позволяют получать узколинейные источники с
шириной 0.12 мм/с при поверхностной активности
источников более 30 мКи/см2
.
Способ получения источников с узкой
(0.13 мм/с) линией испускания при поверхностной
активности до 500 мКи/см2
описан в патенте (RU
2084981, МКИ G21G 4/06 от 25.01.95, опубликован
20.07.97, БИ №20), согласно которому на родиевую
фольгу электролитически наносили кобальт-57 в
течение 4-12 часов, а затем производили его
гермодиффузию в вакууме 1·10-3
Па при различных
скоростях нагрева и выдерживании при 1365°С в
течение 20 минут. Фольгу при этом помещали
между двумя кварцевыми пластинами.
Данный способ можно рассматривать в качестве
прототипа изобретения.
Для предотвращения потерь кобальта-57 при
высоких температурах, по прототипу, фольгу со
свежеосажденным кобальтом-57 помещали между
кварцевыми пластинами. Эго является очевидным
недостатком указанного способа, поскольку на
пластине после термодиффузионного отжига
оставалась значительная часть радионуклида.
Задача предлагаемого изобретения заключается в
создании способа получения узколинейных
мессбауэровских источников с кобальтом-57 в
матрице хрома с шириной линии 0.11-0.12 мм/с при
поверхностной активности до 500 мКи/см2
,
позволяющего существенно снизить потери
радионуклида кобальт-57.
Изобретение осуществляется следующим
образом. Диски из хрома высокой чистоты
толщиной 1 мм и диаметром 10 мм служат
подложками источников. Такую подложку
помещают в нижнюю часть электролитической
ячейки из фторопласта с круглым окном диаметром
6 мм и через силиконовую прокладку поджимают
снизу катодом из нержавеющей стали.
В стаканчик объемом 3 мл отбирают
необходимое количество солянокислого раствора
кобальт-57, подсушивают жидкость, а затем
добавляют 1 мл аммиачного раствора с рН=13.
Полученный электролит вносят пипеткой под током
в электролитическую ячейку. Анодом служит диск
из платины. Электролиз проводят при плотности
тока 100 мА/см2
. Через каждые 30 минут в ячейку
добавляют 2 капли 25% раствора аммиака. Процесс
осаждения длится 2 часа. На пятно диаметром 6 мм
осаждается до 95% исходной активности. По
окончании процесса остатки электролита удаляют
из ячейки пипеткой, а подложку с нанесенным на ее
поверхность радионуклидом кобальт-57 извлекают
из ячейки и просушивают.
Следующая операция схематически отображена
на рисунке. Подложку (3) с радиоактивным пятном
(1) накрывают другим диском из хрома (2), и
полученный таким способом «сэндвич» из двух
дисков устанавливают в танталовый держатель (4).
Эту сборку помещают в рабочий объем
высоковакуумной установки для отжига. Установку
вакуумируют до давления 1,3·10-3
Па и проводят
термодиффузию кобальта-57 при температуре
1050°С в течение двух часов. Нагрев до 1050°С
проводят со скоростью 0.29%. В ходе нагрева
радиоактивный изотоп перераспределяется между
подложками. После отжига печь отключают, и она
самопроизвольно охлаждается до комнатной
температуры. Танталовый держатель с подложками
извлекают из вакуумной печи, после чего подложки
разъединяют и проводят измерения активности, а
также мессбауэровских параметров каждой.
Используемое изобретение позволяет получать
одновременно два источника кобальт-57 в
подложках из хрома с шириной резонансной линии
0.11-0,12 мм/с при поверхностной активности до
500 мКи/см на радиоактивном пятне диаметром
6 мм.
Большая часть радиоактивного изотопа, который
безвозвратно терялся на кварцевой пластине, теперь
в едином технологическом цикле собирается на
вторую подложку, давая в итоге еще один
полноценный радиоактивный источник.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ изготовления мессбауэровского
источника кобальт-57 в металлической подложке,
включающий электролитическое нанесение
кобальта-57 на металлическую подложку и
последующую термодиффузию в вакууме,
отличающийся тем, что перед термодиффузией
нанесенное радиоактивное пятно прикрывают
другой подложкой для предотвращения
технологических потерь радиоактивного изотопа.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в
одном технологическом цикле получают сразу два
полноценных радиоактивных источника для
мессбауэровских спектрометров.
