放射性碘-131蒸氣處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于放射性同位素制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種放射性碘-131蒸氣處理
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，核醫(yī)學(xué)臨床診斷與治療使用的碘化鈉(Na131I)及碘-131標(biāo)記藥品的原料主要來自于從反應(yīng)堆輻照后的TeO2和從235U的裂片混合物中蒸餾提取。不論采取何種原料和蒸餾方式(干法/濕法)生產(chǎn)放射性碘-131，都會采用堿液吸收和活性碳吸附的方法處理碘-131蒸氣，即被蒸餾出的放射性碘-131蒸氣(一般以空氣作為載氣)依次經(jīng)過稀堿液(如濃度小于0.5mol/L的NaOH溶液)吸收瓶和濃堿液(如濃度大于4mol/L的NaOH溶液)吸收瓶、活性炭柱，載氣中的碘-131被多級捕集，其中被稀堿液吸收的大部分的碘-131 (高于95%)可以回收利用，其余的碘-131被濃堿吸收液和活性炭吸附柱吸收/吸附，并作為放射性廢物處理。
[0003]在國內(nèi)，本發(fā)明提供單位-中國工程物理研究院核物理與化學(xué)研究所，和中國原子能科學(xué)研究院、中國核動力研究院，均曾經(jīng)在Na 131I生產(chǎn)工藝中采用多級的堿吸收和活性炭吸附方法處理碘-131蒸氣。目前，公開報道的與蒸餾裝置相連的放射性碘-131蒸氣處理裝置，均由多個獨立的堿吸收瓶、活性炭柱、閥門等功能部件通過塑料管或乳膠管連接，而且這些功能部件多為玻璃材質(zhì)的，須將這些部件依次并排固定在鐵架臺上以方便機械手操作和保證操作安全。這些碘-131蒸氣處理裝置的體積較大，往往需要占據(jù)屏蔽工作箱內(nèi)至少2個劍式機械手操作位的有效空間，而且玻璃材質(zhì)的部件在裝卸和使用過程中易被損壞外，而連接各部件所用的塑料管或乳膠管在高強度碘-131的Y射線長時間輻照下容易老化開裂，往往導(dǎo)致載氣流速不穩(wěn)定和碘蒸氣泄漏，而且對沾有放射性碘-131的老化塑料管或乳膠管以及對失效活性炭等的更換比較麻煩，操作人員會受到更多的輻照劑量。另外，現(xiàn)有的放射性碘-131蒸氣處理裝置缺少對活性炭柱的吸附效果和放射性碘-131尾氣排放的現(xiàn)場即時監(jiān)測，存在活性炭因飽和吸附、吸潮等導(dǎo)致吸附效率降低甚至失效，導(dǎo)致放射性碘-131尾氣超標(biāo)排放的風(fēng)險。目前，尚未有國內(nèi)單位使用具有尾氣在線監(jiān)測功能，并將碘捕集功能部件集成一體的放射性碘-131蒸氣處理裝置的實例報道。
[0004]由于現(xiàn)有的放射性碘-131蒸氣處理裝置存在占用屏蔽工作箱有效操作空間較大、所用塑料管或乳膠管在長時間高劑量放射性碘-131的Y射線輻照下容易老化開裂、管道及失效活性炭等的更換操作麻煩且工作人員受輻照劑量較大、缺少對活性炭柱的吸附效果和尾氣排放的現(xiàn)場即時監(jiān)測而導(dǎo)致放射性碘-131尾氣超標(biāo)排放等風(fēng)險。現(xiàn)實中迫切需要結(jié)構(gòu)緊湊、處理高效、操作便利、使用安全和有效工作時間更長的放射性碘-131蒸氣處理裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服已有技術(shù)中的放射性碘-131蒸氣處理裝置占用屏蔽工作箱有效操作空間較大、所用塑料管或乳膠管在長時間高劑量放射性碘-131的Y射線輻照下容易老化開裂、管道及失效活性炭等的更換操作麻煩且工作人員受輻照劑量較大、缺少對活性炭柱的吸附效果和尾氣排放的現(xiàn)場即時監(jiān)測而導(dǎo)致放射性碘-131尾氣超標(biāo)排放的不足，能夠?qū)崿F(xiàn)在有效操作空間較小的屏蔽工作箱內(nèi)對放射性碘-131蒸氣的高效處理,方便回收大部分(高于95%)的碘-131，并且達到控制放射性污染風(fēng)險和尾氣達標(biāo)排放的目的，本發(fā)明提供一種放射性碘-131蒸氣處理裝置。
[0006]本發(fā)明的具有尾氣在線監(jiān)測功能和碘捕集功能部件集成一體的放射性碘-131蒸氣處理裝置，能夠高效處理從反應(yīng)堆活化的二氧化碲(TeO2)等原料中蒸餾出來的放射性碘-131蒸氣，并將其中高于95%的碘-131回收用于醫(yī)用Na131I溶液生產(chǎn)，其余的放射性碘-131蒸氣將被凈化至環(huán)境達標(biāo)排放。
[0007]實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的放射性碘-131蒸氣處理裝置，其特點是，所述的處理裝置包括堿吸收裝置、吸附裝置、尾氣監(jiān)測器、真空泵、溫控器，其連接關(guān)系是，所述的堿吸收裝置置于吸附裝置的下方并與吸附裝置連接，吸附裝置、尾氣監(jiān)測器、真空泵通過管路依次連接，吸附裝置與溫控器電連接。
[0008]所述的吸附裝置包括吸附柱、干燥柱、連接器，其連接關(guān)系是，所述的吸附柱、干燥柱均通過卡扣分別與連接器連接。所述連接器的下端設(shè)置有連接頭，在連接器內(nèi)設(shè)置有排氣管、內(nèi)連管、外連管，在吸附柱內(nèi)設(shè)置有熱電偶、加熱棒、分隔片I，在干燥柱內(nèi)設(shè)置有分隔片II。所述吸附柱與干燥柱通過內(nèi)連管連接，吸附柱通過排氣管與尾氣監(jiān)測器連接，干燥柱與外連管連接。所述的熱電偶、加熱棒分別與溫控器電連接。
[0009]所述的堿吸收裝置包括堿吸收槽、堿吸收瓶，其中，所述的堿吸收槽為長方體形，堿吸收瓶為倒圓錐體形，其連接關(guān)系是，所述的堿吸收瓶固定在堿吸收槽上，堿吸收瓶部分置于堿吸收槽的一側(cè)體內(nèi)。所述的堿吸收瓶上設(shè)置有三通閥1、加料瓶1、碘蒸氣進管、兩通閥、流量計，堿吸收瓶通過管道與三通閥1、加料瓶I依次連接，堿吸收瓶還通過管道與兩通閥、流量計、堿吸收槽依次連接，碘蒸氣進管外接蒸餾爐。
[0010]所述堿吸收槽的頂部中央設(shè)置有卡槽，在堿吸收瓶對應(yīng)一側(cè)的堿吸收槽上設(shè)置有加料瓶I1、三通閥I1、四通閥、通孔，卡槽與連接器下端的連接頭連接，堿吸收槽通過管道與三通閥I1、加料瓶II依次連接，真空泵置于通孔內(nèi)，四通閥通過管道分別與尾氣監(jiān)測器、真空泵連接。
[0011]所述的尾氣監(jiān)測器包括依次連接的采樣管、探測器、定標(biāo)器，采樣管還與排氣管、四通閥分別連接。
[0012]本發(fā)明的放射性碘-131蒸氣處理裝置利用了 13112與NaOH的反應(yīng)生成水溶性較好的Na131I等化合物，將氣態(tài)的mI2轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的131Γ (其主要化學(xué)態(tài)為Na131I),并采用無水硫酸鈉、氯化鈣等干燥劑對堿吸收后的尾氣脫水處理，采用對碘蒸氣有良好吸附作用的活性炭對尾氣中殘余的碘蒸氣進行凈化處理，實現(xiàn)了 Na131I產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中放射性碘-131蒸氣的高效、安全處理，其簡要工作原理是:在真空泵提供的動力下，從蒸餾爐出來的放射性碘-131蒸氣(載氣為空氣)依次緩慢經(jīng)過堿吸收瓶、堿吸收槽、干燥柱、吸附柱和采樣管，并被堿和活性炭吸收/吸附；通過在線測量采樣管內(nèi)的放射性活度，判斷活性炭吸附柱的處理效果和尾氣是否達標(biāo)排放；作為可回收利用的堿吸收瓶內(nèi)的吸碘-131堿液和作為廢物處理的堿吸收槽內(nèi)的吸碘-131堿液，采用負壓方式分別轉(zhuǎn)移至產(chǎn)品瓶和廢液瓶，并通過其它工具轉(zhuǎn)移至指定地點使用或存放。
[0013]本發(fā)明采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計的放射性碘-131蒸氣處理裝置，主要采用抗輻射和耐酸堿腐蝕的不銹鋼等材料替代原有裝置大量使用的玻璃材料和有機材料，增添了堿吸收后尾氣干燥、活性碳柱加熱除氣和尾氣在線監(jiān)測的功能，而且堿吸收、干燥、活性碳吸附等的功能部件采用卡扣方式快速連接，顯著提高了放射性碘-131蒸氣處理裝置的安裝、使用、維護的安全性和便利性及結(jié)構(gòu)緊湊性，只需要一只機械手即可完成全部加料、卸料和閥門控制等操作，延長了裝置(特別是活性炭柱)的使用壽命，降低了維護維修時工作人員受到的輻射劑量和因活性炭更換不及時、管道老化開裂等而導(dǎo)致放射性碘-131尾氣超標(biāo)排放和污染等風(fēng)險。
[0014]本發(fā)明采用不銹鋼卡扣連接和硅橡膠圈密封方式將放射性碘-131蒸氣處理的多個功能部件集成一體，而且主體材料為不銹鋼，避免了大量的玻璃材質(zhì)的閥門、管道、吸收瓶、吸附柱等在安裝和使用、維護和維修過程中易碎，和必須將閥門、吸收瓶等功能部件分別固定在占據(jù)工作箱有效操作空間較多的實驗臺架上以便于機械手安全操作，避免了各功能部件之間連接用的塑料管或乳膠管在高劑量放射性碘-131的Y射線長時間輻照下容易老化開裂，而導(dǎo)致載氣流速的穩(wěn)定性差和碘蒸氣泄漏，以及對沾有放射性碘-131管道的更換和對失效活性炭等的更換需要較復(fù)雜的操作和更多的時間、工作人員受到的輻照劑量較大等風(fēng)險；采用在線的尾氣監(jiān)測方法，可對活性炭柱的吸附效果和排放的放射性碘-131尾氣進行現(xiàn)場即時監(jiān)測，避免了由于活性炭吸附柱飽和吸附、吸潮或其它原因失效而導(dǎo)致放射性碘-131尾氣超標(biāo)排放等風(fēng)險；采用不銹鋼或聚四氟乙烯閥門并與不銹鋼管道采用螺紋連接或焊接方式，可以顯著提高裝置的使用壽命，盡可能降低故障率。
[0015]本發(fā)明的放射性碘-131蒸氣處理裝置設(shè)置成一種直立式一體化結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)在有效操作空間較小的屏蔽工作箱內(nèi)對放射性碘-131蒸氣進行高效處理，方便回收大部分(高于95%)的碘-131用于醫(yī)用Na131I溶液生產(chǎn)，并且達到控制放射性污染風(fēng)險和尾氣達標(biāo)排放的目的，提高了裝置的使用壽命，減輕了工作人員安裝、使用、維護和維修的勞動強度和被電離輻射的風(fēng)險。生產(chǎn)裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，安全性好。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明的放射性碘-131蒸氣處理裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明中的吸附裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中的堿吸收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4