I生產裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于放射性同位素制備技術領域，具體涉及一種自卸料臥式Na131I生產裝置。
【背景技術】
[0002]放射性碘-131的主要生產方式為采用蒸餾的方法從反應堆輻照后的二氧化碲(TeO2)和從235U的裂片混合物中提取。目前，核醫學臨床診斷與治療使用的碘化鈉(Na 131I)藥品主要來自于利用干餾方法從反應堆輻照的1^02中提取，而濕法蒸餾工藝(包括235U的裂片混合物中提取碘-131工藝)因蒸餾效率低和工藝復雜、成本高、廢物量大、易污染等缺陷被淘汰。干餾法生產碘-131的流程大致是:將活化的TeO2倒進石英玻璃容器內，直接放在蒸餾爐內高溫(約750°C)蒸餾，放射性碘-131從熔融狀態的二氧化碲中蒸發出來，被載氣帶出蒸餾爐，后被吸收瓶內的稀NaOH溶液吸收，即可獲得Na 131I溶液產品。
[0003]我國從20世紀90年代中期開始采用干餾工藝生產碘-131并提供國內醫療機構使用。在國內，除本發明提供單位-中國工程物理研究院核物理與化學研究所，曾經分別采用干餾工藝和濕法蒸餾工藝生產放射性碘-131外，中國原子能科學研究院和中國核動力研究院均曾從事過碘-131干餾生產。目前，公開報道的干餾生產碘-131的裝置均是橫臥式裝置，需要通過石英舟裝載TeOjE料水平送入蒸餾爐的石英玻璃管中蒸餾。現有的這種生產方式由于受到工作箱配置的劍式機械手夾持和轉移大體積的和較重的物品的安全操作限制，所使用的石英舟的體積較小(TeO2裝量一般小于100克)，而且每次蒸餾時石英管(直徑約60_)內只容許放入一支石英舟，連續生產時需要較長時間將蒸餾爐爐腔內的溫度降至200°C以下(否則高溫石英舟內的TeO2靶料將會繼續逸出少量的放射性碘-131，可能對工作箱、設備和環境造成污染)，才能將石英舟取出，更換新的石英舟重新填裝原料后投入下一次生產。而與蒸餾器相連的放射性碘-131蒸氣處理裝置，均由獨立的堿吸收瓶、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的，為了方便的和安全的操作需要將這些部件固定在鐵架臺上，往往需要占據屏蔽工作箱內較多的有效操作空間(一般需要占用2個劍式機械手操作位)；除玻璃材質的部件在裝卸和使用過程中易被損壞外，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，往往導致碘蒸氣泄漏和載氣流速的穩定性差，而且對沾有放射性碘-131的老化塑料管或乳膠管的更換，以及對失效活性炭等的更換需要較復雜的操作和更多的時間，增加了工作人員的輻照劑量；缺少對活性炭柱的吸附效果和放射性碘-131尾氣排放的現場即時監測，存在活性炭更換不及時導致放射性碘-131尾氣超標排放等風險。現有的這種橫臥式Na131I生產裝置存在單產能較小、生產效率較低、放射性固體廢物量大且不便貯存管理、較長時間使用后沉積于水平石英管底部的TeO2冷卻后與石英舟粘連而影響更換石英舟的操作，且放射性碘-131蒸氣處理裝置體積大、抗輻照性能低、操作難度大、不具有排放的尾氣即時監測功能等問題。目前，尚未有不采用由石英舟等容器的，能夠自卸料的放射性蒸餾器和一體化放射性碘-131蒸氣處理裝置組成的Na131I生產裝置的公開報道。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術中的橫臥式碘-131干餾生產裝置的單產能較小、生產效率較低、放射性固體廢物量大且不便貯存管理、較長時間使用后沉積于水平石英管底部的TeO2冷卻后與石英舟粘連而影響更換石英舟的操作，以及放射性碘-131蒸氣處理裝置體積大、抗輻照性能低、操作難度大、不具有排放的尾氣即時監測功能的不足，本發明提供一種自卸料臥式Na131I生產裝置。本發明能夠實現在有效操作空間較小的屏蔽工作箱內利用反應堆輻照活化的天然TeO2大批量Na131I溶液的高效生產，并且達到自動卸除蒸餾殘渣、控制放射性污染風險、尾氣達標排放和放射性固體廢物量最小的目的。
[0005]實現本發明的技術方案如下:
本發明的自卸料臥式Na131I生產裝置，其特點是，所述的生產裝置包括臺架、蒸餾器、捕集器、尾氣監測器、真空泵、升降臺、控制器，其連接關系是，所述的蒸餾器置于臺架上并與臺架固定連接，所述蒸餾器、捕集器、尾氣監測器、真空泵通過管路依次連接，升降臺置于蒸餾器的下方，控制器與蒸餾器、捕集器、真空泵、升降臺分別電連接。
[0006]所述的蒸餾器為半圓柱體形，蒸餾器包括加熱爐及設置于加熱爐內的石英爐膽。所述的加熱爐的一側面設置有熱電偶，在同側的石英爐膽的頂部設置有進料口，在另一側的底部設置有出料口，側面設置有排氣管。所述的排氣管與捕集器連接。所述進料口上設置有磨口塞，磨口塞通過進氣管依次連接有閥門、過濾器。所述出料口的下端設置有廢料瓶，廢料瓶置于升降臺上。所述的熱電偶、加熱爐分別與控制器電連接。所述的加熱爐與臺架的水平面之間設置有夾角。
[0007]所述的石英爐膽為半圓柱體形的石英玻璃管，在石英爐膽腔內的底平面上設置的貯料皿、回廊、出料口依次連接，貯料皿與進料口對應設置。
[0008]所述的捕集器包括吸附柱、連接器、產品瓶、堿吸收瓶、干燥柱、堿吸收槽、廢液瓶，其中，所述的吸附柱、干燥柱均為圓柱體形，連接器上設置有凹槽，其連接關系是，所述的吸附柱、干燥柱分別置于連接器上面的對應凹槽內，堿吸收槽置于連接器的下方，連接器與吸附柱、干燥柱、堿吸收槽之間均通過卡扣連接，連接處均通過硅橡膠墊密封。在連接器內設置有內連管、排氣管、外連管，在吸附柱內設置有加熱棒。所述吸附柱與干燥柱通過內連管連接，吸附柱通過排氣管與尾氣監測器連接，干燥柱與外連管連接。所述的加熱棒與控制器電連接。
[0009]所述的堿吸收槽為長方體形，在堿吸收槽的一側設置有倒圓錐體形的堿吸收瓶，堿吸收瓶部分置于堿吸收槽體內，在堿吸收槽的另一側設置有加料瓶II和三通閥II,三通閥II通過管道分別與堿吸收槽、加料瓶I1、廢液瓶連接。所述的堿吸收瓶的頂上設置有碘蒸氣進管，在堿吸收瓶上還設置有加料瓶1、三通閥1、兩通閥、流量計，三通閥I通過管道與堿吸收瓶、加料瓶1、產品瓶分別連接，堿吸收瓶、兩通閥、流量計、堿吸收槽通過管道依次連接。在堿吸收槽的底部設置有通孔，真空泵置于通孔中，真空泵通過四通閥與排氣管、產品瓶、廢液瓶分別連接。所述碘蒸氣進管與石英管連接。
[0010]所述的尾氣監測器包括依次連接的采樣管、探測器、定標器，采樣管與排氣管、四通閥分別連接。
[0011]所述的加熱爐與臺架的水平面之間設置的夾角為10度~30度。
[0012]本發明的自卸料臥式Na131I生產裝置利用了 13tlTe (n，Y ) 131Te (β_)131Ι的核物理反應和碘及其化合物與碲及其化合物的升華溫度的較大差異、碘蒸氣(131I2)與NaOH反應生成水溶性較大的Na131I化合物的性質，通過控制加熱溫度干餾的方法，實現了從活化的二氧化碲中大批量生產醫用Na131I溶液產品，其簡要工作原理是:用切割機將裝有活化1^02原料的靶筒打開，利用機械手將打開靶筒內的原料通過漏斗倒進石英爐膽內的貯料皿，然后裝上磨口塞，打開控制器，在一定負壓條件下加熱蒸餾(蒸餾溫度約為750°C )，升華溫度較低的放射性碘-131在熔融的TeO2從貯料皿經回廊向出料口方向緩慢流動的過程中被蒸餾出來，隨載氣定向流經捕集器的堿吸收瓶、堿吸收槽、干燥柱、吸附柱和尾氣監測柱，并被堿和活性炭吸收/吸附。取出堿吸收瓶內吸收了大量碘-131的稀堿液，經過濃度、酸堿度調節和過濾、滅菌等處理，制得醫用級Na131I溶液產品。
[0013]本發明中利用半圓柱體形的大直徑石英玻璃管(直徑可達300mm以上)作為加熱爐的爐膽，不采用石英舟盛裝TeO2原料，而是將加熱爐以一定的角度傾斜安裝，通過漏斗直接將靶筒內的1^02原料倒入爐膽內實施放射性碘-131蒸餾，單次裝料量可數倍于傳統蒸餾方式，而且可以在不停機狀態下連續裝料，顯著提高了產能和工作效率，避免了使用石英舟所致的放射性固體廢物量大且不便貯存管理、較長時間使用后