RU2431211C1 - Method of obtaining europium-155 for gamma flaw detection - Google Patents
Method of obtaining europium-155 for gamma flaw detection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2431211C1 RU2431211C1 RU2010126992/07A RU2010126992A RU2431211C1 RU 2431211 C1 RU2431211 C1 RU 2431211C1 RU 2010126992/07 A RU2010126992/07 A RU 2010126992/07A RU 2010126992 A RU2010126992 A RU 2010126992A RU 2431211 C1 RU2431211 C1 RU 2431211C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- europium
- gamma
- flaw detection
- target
- obtaining
- Prior art date
Links
- OGPBJKLSAFTDLK-AKLPVKDBSA-N europium-155 Chemical compound [155Eu] OGPBJKLSAFTDLK-AKLPVKDBSA-N 0.000 title claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title abstract description 7
- KZUNJOHGWZRPMI-RNFDNDRNSA-N samarium-154 Chemical compound [154Sm] KZUNJOHGWZRPMI-RNFDNDRNSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 claims description 4
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 4
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- FRNOGLGSGLTDKL-OUBTZVSYSA-N thulium-170 Chemical compound [170Tm] FRNOGLGSGLTDKL-OUBTZVSYSA-N 0.000 description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- OGPBJKLSAFTDLK-RNFDNDRNSA-N europium-156 Chemical compound [156Eu] OGPBJKLSAFTDLK-RNFDNDRNSA-N 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910001234 light alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005658 nuclear physics Effects 0.000 description 1
- 238000002601 radiography Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ядерной физики, а точнее к производству изотопов для использования в качестве источника гамма-излучения в дефектоскопах при анализе материалов без их разрушения.The invention relates to the field of nuclear physics, and more specifically to the production of isotopes for use as a source of gamma radiation in flaw detectors in the analysis of materials without their destruction.
Известны способы получения радиоактивных изотопов, например способ получения радиоизотопа тулия-170 [1]. Использование тулия-170 в гамма-дефектоскопии рассмотрено в работе [2]. Тулий-170 имеет период полураспада 128 суток. В связи с этим требуется частая перезарядка гамма-дефекоскопа, что обуславливает низкую производительность и значительные материальные затраты.Known methods for producing radioactive isotopes, for example a method for producing a radioisotope thulium-170 [1]. The use of thulium-170 in gamma-ray flaw detection was considered in [2]. Thulium-170 has a half-life of 128 days. In this regard, frequent recharging of the gamma-defecoscope is required, which leads to low productivity and significant material costs.
В тоже время источник на основе тулия-170 является единственным удовлетворительным источником для просвечивания легких сплавов, например, алюминия толщиной от 3 до 50 мм.At the same time, a source based on thulium-170 is the only satisfactory source for transmission of light alloys, for example, aluminum with a thickness of 3 to 50 mm.
Тулий-170 возможно заменить на близкий ему по энергетическому спектру европий-155, период полураспада которого, примерно, 5 лет.Thulium-170 can be replaced by a close to it in the energy spectrum of europium-155, whose half-life is about 5 years.
Известен способ получения европия-155 путем облучения в реакторе изотопа самария-154 [3] - прототип. Однако накоплению количества европия-155 в мишени необходимого и достаточного для промышленного использования в гамма-дефектоскопии препятствует превращение европия-155 в короткоживущий изотоп европий-156 в результате реакции захвата нейтрона, что приводит к «выгоранию», к исчезновению изотопа европия-155 практически сразу после его появления в мишени.A known method of producing europium-155 by irradiation in the reactor of the isotope of samarium-154 [3] is a prototype. However, the accumulation of the amount of europium-155 in the target, which is necessary and sufficient for industrial use in gamma-ray flaw detection, is prevented by the conversion of europium-155 into the short-lived isotope europium-156 as a result of the neutron capture reaction, which leads to "burnout", to the disappearance of the europium-155 isotope almost immediately after it appears in the target.
Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого способа, заключается в повышении производительности и снижении материальных затрат за счет увеличения срока перезарядки гамма-дефектоскопа.The technical result obtained by the implementation of the proposed method is to increase productivity and reduce material costs by increasing the recharge time of a gamma flaw detector.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе получения европия-155 для использования в гамма-дефектоскопии при облучении ионизирующим излучением мишени с самарием-154 облучение мишени проводят протонным пучком циклотрона. Изотоп самария-154 с обогащением 98,6% имеет химическую форму в виде оксида Sm2O3, плотность 7,54 г/см3. Образование европия-155 происходит по схеме:The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of producing europium-155 for use in gamma-ray inspection when irradiating a target with samarium-154 by ionizing radiation, the target is irradiated with a proton beam of a cyclotron. The samarium-154 isotope with an enrichment of 98.6% has a chemical form in the form of oxide Sm 2 O 3 , density 7.54 g / cm 3 . The formation of europium-155 occurs according to the scheme:
Протоны могут поглощаться ядром мишени с зарядом Z и образовывать составные ядра с последующим испусканием гамма-квантов. Критическая энергия протона определяется кулоновским барьером ЕВ, который равен [4]:Protons can be absorbed by the target nucleus with a charge Z and form compound nuclei followed by the emission of gamma rays. The critical energy of a proton is determined by the Coulomb barrier E B , which is [4]:
ЕВ≈Z·А-1/3≈0,8·Z2/3 МэВ EV ≈Z · A -1/3 ≈0,8 · Z 2/3 MeV
При Z=63 имеем ЕВ=12,6 МэВ.At Z = 63 we have E B = 12.6 MeV.
Удельная активность накопившегося радионуклида равна [1]:The specific activity of the accumulated radionuclide is [1]:
А2=λ2·N01·(∩1/∩2-∩1)[ехр(-∩1·t)-ехр(-∩2·t),A 2 = λ 2 · N 01 · (∩ 1 / ∩ 2 -∩ 1 ) [exp (-∩ 1 · t) -exp (-∩ 2 · t),
где N01 - количество ядер исходного стабильного нуклида Sm-154 в одном грамме оксида Sm2O3; λ2 - константа распада образующего радионуклида Eu-155; Ф - плотность потока протонов; σ1 - сечение поглощения протона ядром Sm-154; σ2 - сечение поглощения протона ядром Eu-155; ∩1=Ф·σ1; ∩2=λ2+Ф·σ2.where N 01 is the number of nuclei of the initial stable nuclide Sm-154 in one gram of oxide Sm 2 O 3 ; λ 2 is the decay constant of the forming radionuclide Eu-155; F is the proton flux density; σ 1 is the proton absorption cross section of the Sm-154 nucleus; σ 2 is the proton absorption cross section for the Eu-155 nucleus; ∩ 1 = Ф · σ 1 ; ∩ 2 = λ 2 + Ф · σ 2 .
Наработку радионуклида европий-155 можно производить на ускорителе протонов типа У-150 предприятии ЗАО «Циклотрон». Ускоритель работает в режиме ускорения протонов до энергии 20-23 МэВ. Средний ток внутреннего пучка при облучении мишеней достигает 1100 мкА [9].Europion-155 radionuclide can be produced at the proton accelerator of the U-150 type by the company Cyclotron CJSC. The accelerator operates in proton acceleration mode to an energy of 20-23 MeV. The average internal beam current upon irradiation of targets reaches 1100 μA [9].
Исходными данными для расчета удельной активности радионуклида являются: N01=3,37·1021 ядер Sm-154/г оксида, ∩1=1,53·10-8 с-1, λ2=0,44·10-8 с-1, ∩2=1,97·10-8 с-1. Удельная активность радионуклида европий-155 при облучении на ускорителе протонов мишени из самария-154 в течение t=1·107 c=100 суток достигнет величины А2=67 Ки/г.The initial data for calculating the specific activity of the radionuclide are: N 01 = 3.37 · 10 21 nuclei of Sm-154 / g of oxide, ∩ 1 = 1.53 · 10 -8 s -1 , λ 2 = 0.44 · 10 -8 s -1 , ∩ 2 = 1.97 · 10 -8 s -1 . The specific activity of the europion-155 radionuclide upon irradiation of proton targets from samarium-154 at t = 1 · 10 7 s = 100 days reaches A 2 = 67 Ci / g.
Таким образом, полученных активностей радионуклида европий-155 оказывается вполне достаточно для получения удовлетворительной степени выявляемости дефектов и имеется возможность использования в дефектоскопии радионуклида европия-155 вместо тулия-170.Thus, the obtained activities of the europion-155 radionuclide are quite sufficient to obtain a satisfactory degree of detection of defects, and it is possible to use the europium-155 radionuclide instead of thulium-170 in flaw detection.
Источники информацииInformation sources
1. Левин В.И. Получение радиоактивных изотопов. М.: Атомиздат. 1972, стр. 216-217.1. Levin V.I. Getting radioactive isotopes. M .: Atomizdat. 1972, pp. 216-217.
2. Румянцев С.В. Радиационная дефектоскопия. М.: Атомиздат. 1974, стр.120-121.2. Rumyantsev S.V. Radiation flaw detection. M .: Atomizdat. 1974, pp. 120-121.
3. Промышленная радиография. Перевод с английского под редакцией А.С.Штань и В.И.Синицына. М.: Атомиздат, 1960.3. Industrial radiography. Translation from English edited by A.S. Shtan and V.I. Sinitsyn. M .: Atomizdat, 1960.
4. Зингер С.Ф. «Действие пыли и радиации на космические корабли в межпланетном пространстве». В кн.: Радиационная опасность при космических полетах. М.: МИР, 1964, стр.195.4. Singer S.F. "The effect of dust and radiation on spacecraft in interplanetary space." In the book: Radiation hazard during space flights. M.: MIR, 1964, p. 195.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010126992/07A RU2431211C1 (en) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Method of obtaining europium-155 for gamma flaw detection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010126992/07A RU2431211C1 (en) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Method of obtaining europium-155 for gamma flaw detection |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2431211C1 true RU2431211C1 (en) | 2011-10-10 |
Family
ID=44805184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010126992/07A RU2431211C1 (en) | 2010-07-02 | 2010-07-02 | Method of obtaining europium-155 for gamma flaw detection |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2431211C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2102808C1 (en) * | 1996-06-04 | 1998-01-20 | Государственный научный центр РФ "Институт ядерных исследований РАН" | Radiostrontium production process |
| RU2102125C1 (en) * | 1992-05-15 | 1998-01-20 | Совместное советско-американское предприятие "Алкор текнолоджиз инкорпорейтед" | Method of recovering from metals radioactive isotopes formed in nuclear transformation |
| EP0962942A1 (en) * | 1998-06-02 | 1999-12-08 | European Community | Method for producing Ac-225 by irradiation of Ra-226 with protons |
| RU2210125C2 (en) * | 2001-11-12 | 2003-08-10 | Чувилин Дмитрий Юрьевич | Method of preparing radionuclide thorium-229 - starting material for preparation of therapeutic agent based on radionuclide bismuth-213 |
-
2010
- 2010-07-02 RU RU2010126992/07A patent/RU2431211C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2102125C1 (en) * | 1992-05-15 | 1998-01-20 | Совместное советско-американское предприятие "Алкор текнолоджиз инкорпорейтед" | Method of recovering from metals radioactive isotopes formed in nuclear transformation |
| RU2102808C1 (en) * | 1996-06-04 | 1998-01-20 | Государственный научный центр РФ "Институт ядерных исследований РАН" | Radiostrontium production process |
| EP0962942A1 (en) * | 1998-06-02 | 1999-12-08 | European Community | Method for producing Ac-225 by irradiation of Ra-226 with protons |
| RU2210125C2 (en) * | 2001-11-12 | 2003-08-10 | Чувилин Дмитрий Юрьевич | Method of preparing radionuclide thorium-229 - starting material for preparation of therapeutic agent based on radionuclide bismuth-213 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Перевод с английского ШТАНЬ А.С., СИНИЦЫНА В.И. Промышленная радиография. - М.: Атомиздат, 1960, с.31-37. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Saha | Physics and radiobiology of nuclear medicine | |
| Cameron | Nuclear fission reactors | |
| Bernabei et al. | New search for correlated e+ e-pairs in the decay of 241Am | |
| Batani et al. | Generation of radioisotopes for medical applications using high-repetition, high-intensity lasers | |
| Scielzo et al. | A novel approach to β-delayed neutron spectroscopy using the beta-decay Paul trap | |
| Georgali et al. | Using GEANT4 Monte Carlo simulations to resolve low energy γ-ray spectra: The study of 164Hog+ m decay using a broad energy HPGe detector | |
| JP6358751B2 (en) | Method and apparatus for generating radioactive technetium 99m-containing material | |
| RU2431211C1 (en) | Method of obtaining europium-155 for gamma flaw detection | |
| Hilgers et al. | Experimental study and nuclear model calculations on the 192Os (p, n) 192Ir reaction: Comparison of reactor and cyclotron production of the therapeutic radionuclide 192Ir | |
| Libanova et al. | Experimental cross sections and mass distribution of fission products of thorium-232 irradiated with protons in energy range 20–140 MeV | |
| Unnoa et al. | Application of beta coincidence to nuclide identification of radioactive samples contaminated by the accident at the Fukushima Nuclear Power Plant | |
| Al-Saleh | Cross sections of proton induced nuclear reactions on natural cadmium leading to the formation of radionuclides of indium | |
| Mosier-Boss et al. | Uranium Fission Using Pd/D Co-deposition | |
| Faw et al. | Radiation sources | |
| Parlag et al. | Structure of mass-yield distributions of 232Th photofission product by bremsstrahlung at energy 17.5 MeV | |
| Biswas et al. | Facility at CIRUS reactor for thermal neutron induced prompt γ-ray spectroscopic studies | |
| Tawade et al. | Measurement of fast neutron induced (n, γ) reaction cross-section of 152Sm, 154Sm and 150Nd in the energy range of 0.8 to 2 MeV | |
| Hinderer | Radioisotopic impurities in promethium-147 produced at the ORNL high flux isotope reactor | |
| Soni et al. | Neutron capture cross-sections for 159Tb isotope in the energy range of 5 to 17 MeV | |
| Kimura et al. | Neutron capture cross section measurements of 120Sn, 122Sn and 124Sn with the array of Ge spectrometer at the J-PARC/MLF/ANNRI | |
| Igashira et al. | A nuclear data project on neutron capture cross sections of long-lived fission products and minor actinides | |
| Palomares et al. | Measuring the noble metal and iodine composition of extracted noble metal phase from spent nuclear fuel using instrumental neutron activation analysis | |
| Morgenstern et al. | Measurement and modeling of the cross sections for the reaction 230 Th (3 He, 3 n) 230 U | |
| Kobayashia et al. | Evaluation of imaging plate measurement for activated indium as fast-neutron detector in large radiation field | |
| Goko et al. | Measurement of neutron capture cross section ratios of 244Cm resonances using NNRI |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130703 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20150727 |