加速器驱动的次临界铀溶液同位素生产堆概念设计

加速器驱动的次临界铀溶液系统作为新型同位素生产技术,具有固有安全性高、同位素比活度高及提取工艺简单等优势。本文从次临界系统的基础理论出发,确定了堆芯设计原则,针对加速器中子源和燃料选型进行说明,利用蒙特卡罗程序完成了次临界堆芯的概念设计并给出了一系列设计参数,此外,对堆芯长寿期燃耗特性和^(99)Mo产能进行了计算分析。结果表明,该方案^(99)Mo的年产能可达20 kCi(1 Ci=3.7×10^(10)Bq)以上,考虑运输过程中衰变损失,保守估计可满足全国1/3的临床需求,对后续掌握^(99)Mo生产技术并实现工程应用具有重要的现实意义。

比启动同位素生产残留物铀回收设施建设

【比利时核能研究中心网站2023年2月13日报道】2023年2月13日,比利时核能研究中心(SCK-CEN)在莫尔(Mol)举行奠基仪式,正式启动RECUMO设施建设。该设施计划于2026年投运,用于从医用放射性同位素生产残留物中回收铀。比利时核能研究中心和国家放射性元素研究所(IRE)目前满足了全球约25%的医用放射性同位素钼-99需求:前者利用B2研究堆对靶件进行辐照,以生产钼-99。

研究试验堆用于同位素生产的物理分析

本文对研究试验堆开展同位素生产进行了物理分析。分析了控制棒提棒顺序对同位素产量的影响,提出了提棒因子的概念。依据点堆模型和反应性-燃耗线性公式,得到了同位素的转换比和产量公式。最后根据这些公式,分析了高通量工程试验堆(HFETR)在高浓铀和低浓铀堆芯装载下,堆芯炉的运行寿期、燃料元件装载数量、燃料元件初始平均燃耗和堆芯功率对同位素转换比和产量的影响。结果显示,从小到大提棒、增加堆芯燃料组件盒数和功率水平均会增加堆芯同位素产量,而全年运行段数(运行段间检修时间不变)和堆芯平均初始燃耗增加则起到相反的作用。这些结果已经用于指导反应堆的堆芯装载设计。

俄罗斯的同位素生产

俄罗斯建立了一系列放射性同位素生产中心。目前，能生产３５０多种同位素制品。俄罗斯原子能部是工艺开发、生产和产品供应的组织者和协调者。

萃取色层分离ICP-AES测定医用同位素生产堆(MIPR)燃料纯化试验样品

阐述了用电感藕合等离子体发射光谱(ICP-AES)测定医用同位素生产堆(MIPR)燃料纯化试验中产生的各类样品的分析方法,研究了磷酸三丁脂(TBP)萃淋树脂分离含铀样品中大量基体铀的分离条件.结果表明,用TBP萃淋树脂分离含铀样品中大量基体铀的分离条件是:待分离样品的体系为3mol/L的HNO3,淋洗液为3mol/L HNO3和0.2mol/L H2C2O4混合溶液.添加元素Ce、Ru、Se、Sm、Sr、Zr分离回收率在93%～106%之间.

医用同位素生产堆应急停堆系统设计研究

医用同位素生产反应堆(MIPR)以硝酸铀酰(或硫酸铀酰)水溶液为核燃料,主要生产医用同位素^(99)Mo和^(131)I。反应堆的安全性是需要关注的重要问题。当发生一次冷却水泵故障、误提棒、气回路氢氧复合能力丧失等事故而未能紧急停堆的情况下,由应急停堆系统实现反应堆停堆。本文介绍了应急停堆系统的设计原理及运行方式,并分析了"正压卸料"和"负压卸料"停堆方式应急停堆瞬态过程。结果表明,"正压卸料"应急停堆可在150 s内完成燃料的完全排出;"负压卸料"应急停堆可在700 s内完成燃料的完全排出。"正压卸料"的燃料排出速度比"负压卸料"快,该研究结果可对反应堆临界安全分析提供输入数据。

同位素生产专用设备中气流输运部件内、外流场特性研究

为了研究同位素生产专用设备内部气流输运部件内、外流流场条件,从而计算出专用设备内部气流输运部件(也称为变直径管)能耗,开展了气流输运部件内部、外部流场特性的数值模拟和风洞试验研究。首先采用压力修正的方法对气流输运部件内部流场进行了数值计算,得到了气流输运部件内部气流的速度分布和压力分布云图,发现在其变径区域气流速度发生较大变化,同时与壁面发生作用。气流输运部件设计了变径部分后,整体能耗减小约30%~50%。同时在高超声速风洞中采用瞬态纹影和粒子图像测速(PIV)试验技术对气流输运部件的外部激波、涡结构、速度分布开展了流动显示和定量测量分析,实验结果显示,气流输运部件的头部激波为典型的曲线激波,对气流输运部件头部进行切角处理,在目前研究范围内,激波形式不会发生大的变化,但其附近产生的涡结构形态会发生较大变化,涡量明显减小,且涡结构更加贴近壁面。代入测得速度分布计算,进行头部切角处理后,气流输运部件的能耗较不进行切角处理时减小15%~20%,可以在专用设备中使用。

粗糙表面对同位素生产专用设备内部速度分布和功耗影响理论研究

同位素生产专用设备的能耗是衡量其运转时物理特性的重要指标,直接影响同位素生产专用设备物理性能和经济性。同位素生产专用设备在加工和运行过程中在其内部可能形成粗糙表面。为了研究这种粗糙表面对同位素生产专用设备功耗的影响,找到影响机理和调节、恢复方法,首先分析了粗糙表面引起的变化(包括对温度场和流动状态的影响),然后采用有限差分方法求解N-S方程计算具体流场的变化情况,在N-S方程求解过程当中采取根据部分测量经验给出不同情况下速度初值这一方式,迭代求解出脉动速度的变化情况,保证了求解且能够更加全面地反映粗糙表面的影响,而以前未引入脉动速度变化进行计算,即假设认为脉动速度不变或为0时,计算发现形成粗糙表面后对流场影响很小,可以忽略。将脉动速度代入计算同位素生产专用设备功耗过程中,观测流动状态改变带来的功耗变化情况,计算结果显示减小脉动速度可以降低同位素生产专用设备功耗。这为不同型号专用设备使用过程中功耗变化方向和调节思路的确定提供了依据,可以通过调节同位素生产专用设备当中气流流动状态来控制其功耗以保证其物理性能。

医用同位素生产堆燃料溶液中碘价态研究

在模拟医用同位素生产堆(MIPR)运行体系中,研究了温度、时间、HNO3浓度和γ辐照对碘价态变化的影响。研究结果和MIPR运行环境的分析表明,在MIPR运行后,燃料溶液中的碘大部分以氧化形态存在,MIPR燃料溶液中的131I生产只能提取到氧化态的碘。

医用同位素生产堆(MIPR)生产^(99)Mo的应用前景

介绍了世界上99Mo生产的现状,医用同位素生产堆的基本结构、特点以及用它来生产99Mo的优点和方法。

利用医用同位素生产堆生产^(89)Sr

医用同位素生产堆(MIPR)是一种新型的同位素生产堆,是以低浓铀或高浓铀为燃料的水均匀溶液反应堆8。9Sr是用于减轻恶性肿瘤骨转移骨痛的亲骨性放射性药物。本文介绍了医用同位素生产堆的结构、特点以及用它来生产89Sr的原理。

浅谈放射性同位素生产方法发明的客体审查

放射性同位素被广泛地使用在医学诊断、工业生产、科学研究等领域,为其提供了性能优越的探测手段。然而,放射性同位素的生产方法普遍伴随着原子核变换方法,常常与不予授权的客体相关联;通过调研该类主题的专利审查过程,发现审查员在实际操作中长期缺乏一致性。因此,在法律的框架下,探讨其合理的审查操作规范具有现实意义。

一种可靠的同位素生产线上转运小车的控制装置

简述了一种实际用于同位素生产线的运输小车控制系统的设计.

医用同位素生产堆燃料溶液杂质元素分离研究

医用同位素生产堆(MIPR)长期运行后累积的裂变元素将影响反应堆的正常运行,需要定期去除裂变元素。本研究采用辐照稳定性好的水合五氧化二锑(HAP)、水合氧化锰(HMD)和三氧化二铝(Al2O3)联合纯化的方式,含有杂质元素的模拟MIPR燃料溶液经纯化后,Zr和Se基本定量去除,Sr的去除效率大于95%,Ru和Ce的去除效率大于80%,中子毒物Sm的去除效率可达72.2%;交换剂材料中的Mn、Sb和Al在模拟料液中的浓度低于10 mg/L;铀的平均损失率为0.83%。三种交换剂联合使用的方式能够满足MIPR纯化的设计要求。

美发布闪耀同位素生产设施环境影响声明草案

【美国核管会网站2022年7月8日报道】美国核管会(NRC)2022年7月8日发布闪耀医疗技术公司(SHINEMedicalTechnologies)医用放射性同位素生产设施补充性环境影响声明草案,启动对该草案的公众评议工作。这是该设施运行许可证审批过程的一个重要步骤。该草案的结论是,环境影响不足以阻止核管会同意为该设施颁发运行许可证。

美国通用原子能获得推进医用同位素生产的政府资助

【美国通用原子能公司网站2015年9月30日报道】2015年9月30日，美国能源部（DOE）国家核军工管理局（NNSA）与通用原子能公司（GA）宣布签署一份合作协议。根据这份协议，军工局将向通用原子能提供970万美元，用于推进在美国建设不使用高浓铀的钼-99生产设施的研发工作。

加政府支持同位素生产堆延寿

加拿大自然资源部长格雷·雷克福德2015年2月初宣布,加政府决定支持国家研究堆（NRU）持续运行至2018年3月31日,以便使该堆继续在医用放射性同位素的供应方面发挥关键作用。NRU位于乔克河（Chalk River）,于1957年投入运行,其钼-99产量目前满足了全球约40%的需求,原计划于2016年10月31日关闭。但该堆是否能运行至2018年，还取决于加拿大核安全委员会（CNSC）是否发放相应的许可证。自从2000年宣布NRU将于2016年停止钼-99生产以来，加政府一直在寻找钼-99这一重要医用同位素的替代供应源，并为此投资约600万美元。其中的一个项目是在乔克河建设两座能够代替NRU进行大部分放射性同位素生产的MAPLE研究堆。但该项目已于2008年放弃（详见本刊2008年第6期相关报道）。

美闪耀公司启动总部和同位素生产设施建设

【美国闪耀医疗技术公司网站2020年12月16日报道】2020年12月16日,美国闪耀医疗技术公司(SHINE Medical Technologies)宣布正式启动建设一座占地5.4万平方英尺的建筑。该建筑将容纳该公司总部和一座大型同位素生产设施。2022年建成投运后,这座同位素生产设施每年将能生产超过30万剂镥-177。

美同位素生产设施将于2021年10月获得运行许可证

【美国闪耀医疗技术公司网站2020年5月11日报道】2020年5月11日,美国闪耀医疗技术公司(SHINE Medical Technologies)宣布,预计美国核管会(NRC)将于2021年10月作出是否为该公司正在建设的医用同位素生产设施颁发运行许可证的最终决定。该设施位于威斯康星州简斯维尔(Janesville),能够生产钼-99、碘-131和氙-122等医用同位素。

加拿大回旋加速器同位素生产创历史记录

一个研究小组2014年12月在加拿大不列颠哥伦比亚大学的Tfiumf项目中将回旋加速器的医用放射性同位素产能提高了近四倍。研究人员在回旋加速器中使用质子束轰击钼．100，以生产钼-99。钼-99衰变会生成锝-99m。锝-99m是一种在全球得到最广泛应用的医疗诊断显像放射性同位素。由于这两种同位素的半衰期均非常短，分别为约66小时（钼一99）和6小时（锝-99m），不能长时间贮存。因此，确保供应安全尤为引人关注。钼-99的传统生产方法是在研究堆中对高浓铀靶进行辐照。