一种γ放射源及其制备方法与流程

本发明涉及精密测量领域，尤其涉及一种γ放射源及其制备方法。

背景技术：

1、γ射线密度计广泛应用于矿山、煤炭、粮食、钢铁、水泥、电力等行业。γ射线密度计的测量是非接触式的，不受被测介质的化学性质和温度、压力、黏度等物理性质的影响，安装时无需在被测设备上开孔、打眼或进行改造，只需用夹具固定在管道两侧即可，安装十分方便。由于测量探头不与被测介质接触，γ射线密度计投入使用以后，基本不需要维护。γ射线密度计特别适用于高温、高压、强腐蚀、高黏度、剧毒、深冷、含大量悬浮颗粒的液体密度测量，而在这些恶劣条件下，常规测量仪表是难以胜任的，有效解决了对高标准精度检测的难题和实际检测中出现的问题。γ射线密度计的工作原理是由γ放射源发射的伽马射线穿过被测介质，其中一部分射线被介质吸收，剩余部分射线被接收器控制所接收，接收到的伽马射线量越多，表明被测物密度越小，反之亦然，根据伽马射线的衰减程度，数据处理模块计算电离辐射通量的变化情况，从而测量被测介质的密度。

2、γ放射源是γ射线密度计的核心部件，常规的制备方法是将吸附放射性核素的陶瓷块封在不锈钢壳中。常规的制备方法面临着以下问题：(1)常规源芯是用陶瓷法生产的，首先冷压得到源芯，在马弗炉里烧制成型，然后吸附放射性溶液，最后在1200℃的温度下烧结，在烧结的过程中放射性核素会形成气溶胶，给放射源的生产和后处理带来困难，因此常规方法工艺复杂，污染大；(2)由于工艺限制，陶瓷法制备的源芯直径不能小于6mm，从而增加了放射源的散射，不利于提高仪器的灵敏性；(3)传统的密度计用放射源的核素为60co、137cs，活度范围一般为1～20mci。随着经济的高速发展γ射线密度计的保有量逐年增加，只有通过工艺改进，制备环保型和高性能的γ放射源，才能满足市场越来越大的需求。

技术实现思路

1、本发明提供一种γ放射源及其制备方法和应用，以解决现有γ放射源的制备方法工艺复杂，污染大，放射源的散射大等问题。

2、根据本发明的第一方面，本发明提供一种γ放射源，包括：

3、源壳；

4、源芯，设置于所述源壳内；所述源芯包括由无机吸附材料制成的支撑体和放射性核素，所述支撑体内部具有吸附孔，所述放射性核素吸附于所述吸附孔内；所述支撑体的比表面积为200-350m2·g-1，孔体积为0.1-0.4cm2·g-1；所述吸附孔的平均孔径为2.5-4.5nm。

5、进一步地，所述支撑体的比表面积为250-300m2·g-1，孔体积为0.2-0.3cm2·g-1；所述吸附孔的平均孔径为3-4nm。

6、进一步地，所述源芯为圆柱体状；所述源芯的直径为1-6mm，高度大于等于1mm；优选地，所述源芯的直径为2-4mm，高度为1-3mm。

7、进一步地，还包括：

8、由高温胶制成的保护壳，所述保护壳包覆于所述源芯的外表面；优选地，所述保护壳的厚度为0.5-1.5mm。

9、进一步地，所述源壳为由不锈钢制成的源壳；所述支撑体为由氧化铈材料制成的支撑体。

10、进一步地，所述源壳包括源底和源盖，所述源底和所述源盖采用激光焊接连接在一起；所述源芯设置于所述源底内。

11、进一步地，所述源底内开设有安置孔；所述源芯设置于所述安置孔内；优选地，所述安置孔的孔底与所述源芯底部的距离a为0.5-1mm。

12、进一步地，所述源底内设置有安装槽，所述源盖设置于所述安装槽内。

13、根据本发明的第二方面，本发明还提供上述的γ放射源的制备方法，包括如下步骤：

14、将无机吸附材料压制成型，制备得到支撑体；

15、将所述支撑体放入含有放射性核素的料液中静置吸附一段时间，得到所述源芯；

16、将得到的所述源芯外表面涂抹上高温胶；

17、将涂抹有高温胶的源芯放入源壳的源底内，盖上所述源壳的源盖，通过激光焊接将所述源底和所述源盖焊接在一起，同时高温胶固化形成所述γ放射源的保护壳。

18、进一步地，所述压制成型的压力为4-6mpa，时间为4-6min；

19、和/或，所述放射性核素22na和/或152eu；所述放射性核素的活度范围为20～25μci；

20、和/或，所述静置吸附的时间为0.5-1.5h；

21、和/或，所述焊接在是氩气保护下进行焊接；所述焊接的焊接能量为20-40％，焊缝宽度为1-3mm，焊接距离为1-3cm，焊台转速为20-50r/min，焊接角度为365°。

22、根据本发明的第三方面，本发明还提供上述γ放射源的应用。其可以应用于需要用到γ放射源的装置或设备中，例如：γ放射源密度计等。

23、本发明提供的技术方案具有如下有益效果：

24、本发明一种γ放射源包括源壳和源芯，源芯设置于源壳内，源壳对源芯起到保护作用，防止源芯中的放射性核素渗出。源芯包括由无机吸附材料制成的支撑体和放射性核素，支撑体内部具有吸附孔，放射性核素吸附于吸附孔内，本发明通过将支撑体的比表面积和孔体积限定在合理的范围值内，能够起到牢固吸附放射性核素的作用，同时限定支撑体中吸附孔的平均孔径在合理的范围值，使得吸附孔的孔径接近放射性核素离子的尺寸，从而能有效限制核素离子的移动，使得放射性核素更加稳定地吸附在支撑体内，不易出现放射性核素渗出的情况。

25、本发明一种γ放射源的源芯具有三重安全保障，第一重是大比表面积的无机吸附材料能够牢固的吸附放射性核素；第二重是源芯表面的高温胶会在焊接的过程中固化，阻止放射性核素的渗出。第三重是源壳采用激光焊接，是阻止放射性核素渗出的第三道安全屏障。γ放射源的源芯可以做到更接近点源的程度，能减少放射源的散射。本发明源芯中的放射源核素采用22na、152eu，活度范围为20～25μci，该活度低于国家豁免值，更环保，有利于整个行业的发展。

26、本发明一种γ放射源的制备方法简单，安全性高且环保。

27、附图说明

28、为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

29、图1为本发明实施例1提供的一种γ放射源的立体结构示意图；

30、图2为本发明实施例1提供的一种γ放射源的内部结构示意图；

31、图3为本发明实施例1提供的一种γ放射源中支撑体的xrd图；

32、图4为本发明实施例1提供的一种γ放射源中支撑体的扫描电镜图。

技术特征：

1.一种γ放射源，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的γ放射源，其特征在于，所述支撑体的比表面积为250-300m2·g-1，孔体积为0.2-0.3cm2·g-1；所述吸附孔的平均孔径为3-4nm。

3.根据权利要求1所述的γ放射源，其特征在于，所述源芯为圆柱体状；所述源芯的直径为1-6mm，高度大于等于1mm；优选地，所述源芯的直径为2-4mm，高度为1-3mm。

4.根据权利要求1所述的γ放射源，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求1所述的γ放射源，其特征在于，所述源壳为由不锈钢制成的源壳；所述支撑体为由氧化铈材料制成的支撑体。

6.根据权利要求1所述的γ放射源，其特征在于，所述源壳包括源底和源盖，所述源底和所述源盖采用激光焊接连接在一起；所述源芯设置于所述源底内。

7.根据权利要求6所述的γ放射源，其特征在于，所述源底内开设有安置孔；所述源芯设置于所述安置孔内；优选地，所述安置孔的孔底与所述源芯底部的距离a为0.5-1mm。

8.根据权利要求6所述的γ放射源，其特征在于，所述源底内设置有安装槽，所述源盖设置于所述安装槽内。

9.权利要求1-8任一项所述的γ放射源的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述压制成型的压力为4-6mpa，时间为4-6min；

技术总结本发明涉及精密测量领域，尤其涉及一种γ放射源及其制备方法。γ放射源包括源壳和源芯，源芯设置于源壳内；源芯包括由无机吸附材料制成的支撑体和放射性核素，支撑体内部具有吸附孔，放射性核素吸附于吸附孔内；支撑体的比表面积为200‑350m<supgt;2</supgt;·g<supgt;‑1</supgt;，孔体积为0.1‑0.4cm<supgt;2</supgt;·g<supgt;‑1</supgt;；吸附孔的平均孔径为2.5‑4.5nm。γ放射源中放射性核素不易渗出，γ放射源的散射小，性能优异。γ放射源的制备方法简单，安全性高且环保。技术研发人员：刘明阳,任春侠,李翔,陈伊婷,焦华洁,高岩受保护的技术使用者：原子高科股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18