CN109994243A - 一种放射源及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种放射源及其制备方法，属于放射源制备技术领域。本发明提供的一种放射源的制备方法包括：在有机溶剂中加入碳酸盐粉末，搅拌后得到分布均匀的碳酸盐粉末悬浊液，其中碳酸盐中的碳元素为碳14；取预定体积的碳酸盐粉末悬浊液和至少一吸附膜，并将所取预定体积的碳酸盐粉末悬浊液均匀涂抹到吸附膜上，以形成放射源载体；取至少一有机膜与镀铝PET薄膜，将放射源载体密封在有机膜与镀铝PET薄膜之间，以形成源片；取至少一放射源壳体，将源片封装于放射源外壳中，即形成放射源。本发明的制备方法简单、放射性核素利用率高、安全可靠。解决了β射线自吸收大、原料不易混合均匀、密封膜晃动等问题。

Description

一种放射源及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种放射源及其制备方法，属于放射源制备技术领域。

背景技术

目前，PM2.5已经被列为环境空气质量的必测项目之一，而β射线自动监测仪器是常用的PM2.5监测设备，其可以较准确测量空气中PM2.5的浓度。碳14核素的半衰期为5730年，且碳14核素能发射最大能量为156.5keV的纯β射线，碳14核素发射出的β射线在空气中的最大射程为22cm。由于碳14核素属于低毒核素，不会对人造成伤害，碳14核素在PM2.5监测方面已经得到了广泛的应用。

β射线自动监测仪器监测PM2.5浓度的原理为，利用碳14-β放射源发射出β射线，使得β射线穿过收集PM2.5颗粒物的滤膜，通过β射线穿过收集PM2.5颗粒物的滤膜后的衰减来分析PM2.5颗粒物浓度。其中，碳14-β放射源的发射率是影响PM2.5监测结果的准确性重要因素。

碳14-β标准源的常规制备方法是先制备碳14的甲基丙烯酸单体，然后聚合成甲基丙烯酸甲脂，将甲基丙烯酸甲脂涂在铝底片上并做成有机薄膜放射源。碳14发射出来的β粒子能量低，射程短，而用常规方法制成的放射源的β粒子的发射率较低，且有机薄膜源产品的自吸收大。用常规方法制得的机薄膜源产品使得β射线自动监测仪器对PM2.5的监测准确性受到限制。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种放射源及其制备方法。

本发明提供的一种放射源，包括源片1和放射源壳体；所述源片包括有机膜、镀铝PET薄膜及放射源载体，所述放射源载体密封于有机膜和镀铝PET薄膜之间；所述放射源载体包括吸附膜和吸附膜上涂设的碳酸盐粉末悬浊液，其中碳酸盐粉末悬浊液中的碳元素为碳14；所述放射源壳体包括安装台2和外壳3；所述安装台2的一端设置有安装面；所述外壳3包括内腔，所述外壳3的一端设置有所述内腔朝向所述外壳3外部的开口，所述外壳3的另一端设置有发射窗；所述源片1的有机膜侧通过胶黏剂粘接在所述安装台的安装面上；所述安装台和外壳通过螺纹连接，且所述安装台2安装的源片的镀铝PET薄膜一侧朝向所述发射窗。

可选的，所述放射源中β粒子的放射性活度为10～250μCi。

可选的，所述放射源的外部直径为10～30毫米，且所述放射源的厚度为2～7mm；所述源片的直径为6～25mm；所述镀铝PET薄膜的厚度为10～15μm。

此外，本发明还提供了一种放射源的制备方法，所述放射源制备所用的原料包括有机溶剂和碳酸盐粉末；在有机溶剂中加入碳酸盐粉末，搅拌后得到分布均匀的碳酸盐粉末悬浊液，其中碳酸盐中的碳元素为碳14；取预定体积的所述碳酸盐粉末悬浊液和至少一吸附膜，并将所取预定体积的碳酸盐粉末悬浊液均匀涂抹到所述吸附膜上，以形成放射源载体；取至少一有机膜与镀铝PET薄膜，将所述放射源载体密封在有机膜与镀铝PET薄膜之间，以形成源片；取至少一放射源壳体，将所述源片封装于所述放射源外壳中，即形成所述放射源。

可选的，所述取预定体积的所述碳酸盐粉末悬浊液中所述预定体积的确定方法包括：获取待制备的所述放射源中β粒子的预定放射性活度；取一定量的所述碳酸盐粉末悬浊液，测量所述一定量的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度；根据所述一定量的碳酸盐粉末悬浊液的体积和所述一定量的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度计算出单位体积的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度；根据所述放射源中β粒子的预定放射性活度和单位体积的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度计算碳酸盐粉末悬浊液的预定体积。

可选的，将所述源片封装于所述放射源外壳中之前，还包括对所述源片进行放射性活度测量及污染和泄漏检验；将检验合格的所述源片封装于所述源外壳中，以形成所述放射源。

可选的，在有机溶剂中加入碳酸盐粉末时，还加入研磨介质，以通过搅拌将碳酸盐粉末研磨至满足预定的粒度大小；所述研磨介质包括直径为1～3毫米的二氧化锆磨球。

可选的，所述制备方法中所用的仪器包括：磁力搅拌器，所述磁力搅拌器用于盛放包括有机溶剂及碳酸盐粉末在内的原料，并具有搅拌功能；

和/或可调移液器，所述可调移液器用于碳酸盐粉末悬浊液的取用和转移。

可选的，所述制备方法所用的放射源原料还包括研磨介质二氧化锆磨球，所述二氧化锆磨球的直径为1～3毫米，所述二氧化锆磨球的数量为5～20个；所述碳酸盐为碳酸钡，所述碳酸钡中β粒子的放射性活度为1～100mCi；所述有机溶剂为丙酮，丙酮的体积为0.5～3毫升；在磁力搅拌器中放入所述放射源原料，将磁力搅拌器的转速设定为每分钟300～500转，并将所述放射源原料搅拌20～40分钟。

可选的，待制备的所述放射源中β粒子的预定放射性活度为100μCi时，所用的放射源原料包括：β粒子的放射性活度为20mCi的碳酸钡、2毫升的丙酮、10个直径为1毫米的二氧化锆磨球、5个直径为3毫米的二氧化锆磨球；在磁力搅拌器中放入所述放射源原料，将磁力搅拌器的转速设定为每分钟350转，并将所述放射源原料搅拌30分钟。

本发明提供的一种放射源及其制备方法，从原料的选择和制备工艺两方面来保证所制备的放射源的β粒子的高发射率，且所制备的放射源具有价格低廉、质量好的优点。本发明的制备方法简单、放射性核素利用率高、安全可靠。解决了β射线自吸收大、原料不易混合均匀、密封膜晃动等问题。

附图说明

图1为本发明放射源的结构示意图；

图2为本实施提供的放射源的制备方法的流程示意图；

图3为本实施提供的碳酸盐粉末悬浊液中预定体积的确定方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

本实施例提供的一种放射源，包括源片和放射源壳体；源片包括有机膜、镀铝PET薄膜及放射源载体，放射源载体密封于有机膜和镀铝PET薄膜之间；放射源载体包括吸附膜和吸附膜上涂设的碳酸盐粉末悬浊液，其中碳酸盐粉末悬浊液中的碳元素为碳14；放射源壳体包括安装台和外壳；安装台的一端设置有安装面；外壳包括内腔，外壳的一端设置有内腔朝向外壳外部的开口，外壳的另一端设置有发射窗；源片的有机膜侧通过胶黏剂粘接在安装台的安装面上；安装台和外壳通过螺纹连接，且安装台安装的源片的镀铝PET薄膜一侧朝向发射窗；

示例性的，放射源壳体，即安装台和外壳的材料可以为不锈钢或铝等金属材料或者合金材料。发射窗为与源片的形状和大小相配适的开口。

有机膜指的是人工合成膜材料为有机材料的人工合成的膜，有机膜的材质可以为纤维素衍生物类、聚砜类、聚酰胺类、聚酰亚胺类、聚酯类、聚烯烃类及含硅聚合物和含氟聚合物等。有机膜的材料可以优选为PET材料，因为在本实施例中的有机膜要求具有一定的化学稳定性和热稳定性，PET材料时一种较佳的选择。pet材料，英文名为Polyethyleneterephthalate，俗称涤纶树脂，是热塑性聚酯中最主要的品种。

镀铝PET薄膜是通过真空镀铝工艺将一层薄薄的铝原子堆积到优质PET薄膜上而形成的阻隔性薄膜，具有优异的气体和光线阻隔性以及良好的防潮、耐热、耐穿刺性能。放射源载体密封于有机膜和镀铝PET薄膜之间时，可以采用EVA密封材料进行密封。

吸附膜主要要求其具有吸附能力强、耐有机溶剂和孔隙率较小的特点，其中吸附膜材料优选为棉质纤维。

碳酸盐粉末悬浊液中常见的碳14的碳酸盐原料主要有碳酸钡、碳酸钠和碳酸钙这三种形式，其中碳酸钡的热稳定性优于其它两种碳酸盐，而且碳酸钡的原料价格较便宜。本实施例中可以将碳酸盐粉末悬浊液中的碳酸盐优选为碳酸钡。

其中胶黏剂可以为环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰-甲醛树脂、有机硅树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯、丙烯酸树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、酚醛-聚乙烯醇缩醛、酚醛-聚酰胺、酚醛-环氧树脂、环氧-聚酰胺等类等热固型胶黏剂，以形成不溶、不熔的固态胶接层而达到胶接的目的。且热固型胶黏剂具有较高的粘接强度，且耐热、耐老化、耐化学介质优良。

放射窗材料也优选为镀铝PET薄膜，镀铝PET薄膜一方面对放射源的β粒子的发射率影响小，而且具有优异的气体和光线阻隔性以及良好的防潮、耐热、耐穿刺性能。

可选的，放射源中β粒子的放射性活度为10～250μCi。

示例性的，放射源中β粒子的放射性活度为10～250μCi，指的是按照本实施例的方法制备的放射源的β粒子的放射性活度应当达到10～250μCi，以满足β射线自动监测仪器监测PM2.5浓度的要求。

可选的，放射源的外部直径为10～30毫米，且放射源的厚度为2～7mm；源片的直径为6～25mm；镀铝PET薄膜的厚度为10～15μm。

示例性的，选用厚度为10μm～15μm的镀铝膜是由于放射源需要将放射性物质进行密封，但与此同时碳14发射的是能量为156.467keV的低能β射线，厚度过大会屏蔽大量的β射线，造成放射性核素利用率的下降。

此外，如图1所示，本实施例还提供了一种放射源的制备方法，放射源制备所用的原料包括有机溶剂和碳酸盐粉末；

S1、在有机溶剂中加入碳酸盐粉末，搅拌后得到分布均匀的碳酸盐粉末悬浊液，其中碳酸盐中的碳元素为碳14；

S2、取预定体积的碳酸盐粉末悬浊液和至少一吸附膜，并将所取预定体积的碳酸盐粉末悬浊液均匀涂抹到吸附膜上，以形成放射源载体；

S3、取至少一有机膜与镀铝PET薄膜，将放射源载体密封在有机膜与镀铝PET薄膜之间，以形成源片；

S4、取至少一放射源壳体，将源片封装于放射源外壳中，即形成放射源。

示例性的，在有机溶剂中加入碳酸盐粉末后一直处于被搅拌的状态是为了保证其处于比较均匀的悬浊液状态，将悬浊液转移至载体时可以让其进行均匀扩散，从而保证放射源的均匀性，还可以提高同一批次产品的一致性。

本实施例的有机溶剂可以选择为丙酮、无水乙醇、异丙醇、乙醚等。从挥发性、安全性、毒性方面考虑综合考虑下，本实施例可以选择丙酮作为较佳的有机溶剂。

可选的，如图2所示，取预定体积的碳酸盐粉末悬浊液中预定体积的确定方法包括：

S201、获取待制备的放射源中β粒子的预定放射性活度；

S202、取一定量的碳酸盐粉末悬浊液，测量一定量的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度；

S203、根据一定量的碳酸盐粉末悬浊液的体积和一定量的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度计算出单位体积的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度；

S204、根据放射源中β粒子的预定放射性活度和单位体积的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度计算碳酸盐粉末悬浊液的预定体积。

可选的，将源片封装于放射源外壳中之前，还包括对源片进行放射性活度测量及污染和泄漏检验；将检验合格的源片封装于源外壳中，以形成放射源。

示例性的，污染和泄露检验均采用擦拭取样法进行。取样时，取样者用一根末端带有一种惰性材料(通常是药棉或类似物)的取样棒进行擦拭。通常是把取样棉签的一面压在取样点上，缓慢有力地擦拭放射源表面，然后取样棉签的另一面进行擦拭。取样点的面积是不固定的，可根据设备的种类不同而有所改变。使用液体闪烁计数器测量擦拭棉球上的放射性活度，检测结果小于200Bq为合格。泄漏检验为表面污染检验合格后，放置7天，再对放射源进行擦拭，擦拭物没有放射性物质即为合格。

可选的，在有机溶剂中加入碳酸盐粉末时，还加入研磨介质，以通过搅拌将碳酸盐粉末研磨至满足预定的粒度大小；研磨介质包括直径为1～3毫米的二氧化锆磨球。

示例性的，在有机溶剂中加入碳酸盐粉末时，还加入研磨介质，且一直处于被搅拌的状态，是为了可以通过与磨球的接触变为更小的颗粒，从而保证放射源的均匀性，还可以提高同一批次产品的一致性。

可选的，制备方法中所用的仪器包括：磁力搅拌器，磁力搅拌器用于盛放包括有机溶剂及碳酸盐粉末在内的原料，并具有搅拌功能；

和/或可调移液器，可调移液器用于碳酸盐粉末悬浊液的取用和转移。

可选的，制备方法所用的放射源原料还包括研磨介质二氧化锆磨球，二氧化锆磨球的直径为1～3毫米，二氧化锆磨球的数量为5～20个；碳酸盐为碳酸钡，碳酸钡中β粒子的放射性活度为1～100mCi；有机溶剂为丙酮，丙酮的体积为0.5～3毫升；在磁力搅拌器中放入放射源原料，将磁力搅拌器的转速设定为每分钟300～500转，并将放射源原料搅拌20～40分钟。

可选的，待制备的放射源中β粒子的预定放射性活度为100μCi时，所用的放射源原料包括：β粒子的放射性活度为20mCi的碳酸钡、2毫升的丙酮、10个直径为1毫米的二氧化锆磨球、5个直径为3毫米的二氧化锆磨球；在磁力搅拌器中放入放射源原料，将磁力搅拌器的转速设定为每分钟350转，并将放射源原料搅拌30分钟。

本实施例提供的一种放射源及其制备方法，从原料的选择和制备工艺两方面来保证所制备的放射源的β粒子的高发射率，且所制备的放射源具有价格低廉、质量好的优点。本发明的制备方法简单、放射性核素利用率高、安全可靠。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种放射源，其特征在于：

所述放射源包括源片和放射源壳体；

所述源片包括有机膜、镀铝PET薄膜及放射源载体，所述放射源载体密封于有机膜和镀铝PET薄膜之间；所述放射源载体包括吸附膜和吸附膜上涂设的碳酸盐粉末悬浊液，其中碳酸盐粉末悬浊液中的碳元素为碳14；

所述放射源壳体包括安装台和外壳；所述安装台的一端设置有安装面；所述外壳包括内腔，所述外壳的一端设置有所述内腔朝向所述外壳外部的开口，所述外壳的另一端设置有发射窗；

所述源片的有机膜侧通过胶黏剂粘接在所述安装台的安装面上；所述安装台和外壳通过螺纹连接，且所述安装台安装的源片的镀铝PET薄膜一侧朝向所述发射窗。

2.根据权利要求1所述的放射源，其特征在于：

所述放射源中β粒子的放射性活度为10～250μCi。

3.根据权利要求2所述的放射源，其特征在于：

所述放射源的外部直径为10～30毫米，且所述放射源的厚度为2～7mm；

所述源片的直径为6～25mm；

所述镀铝PET薄膜的厚度为10～15μm。

4.一种放射源的制备方法，其特征在于：

所述放射源制备所用的原料包括有机溶剂和碳酸盐粉末；

在有机溶剂中加入碳酸盐粉末，搅拌后得到分布均匀的碳酸盐粉末悬浊液，其中碳酸盐中的碳元素为碳14；

取预定体积的所述碳酸盐粉末悬浊液和至少一吸附膜，并将所取预定体积的碳酸盐粉末悬浊液均匀涂抹到所述吸附膜上，以形成放射源载体；

取至少一有机膜与镀铝PET薄膜，将所述放射源载体密封在有机膜与镀铝PET薄膜之间，以形成源片；

取至少一放射源壳体，将所述源片封装于所述放射源外壳中，即形成所述放射源。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

所述取预定体积的所述碳酸盐粉末悬浊液中所述预定体积的确定方法包括：

获取待制备的所述放射源中β粒子的预定放射性活度；

取一定量的所述碳酸盐粉末悬浊液，测量所述一定量的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度；

根据所述一定量的碳酸盐粉末悬浊液的体积和所述一定量的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度计算出单位体积的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度；

根据所述放射源中β粒子的预定放射性活度和单位体积的碳酸盐粉末悬浊液中β粒子的放射性活度计算碳酸盐粉末悬浊液的预定体积。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

将所述源片封装于所述放射源外壳中之前，还包括对所述源片进行放射性活度测量及污染和泄漏检验；

将检验合格的所述源片封装于所述源外壳中，以形成所述放射源。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

在有机溶剂中加入碳酸盐粉末时，还加入研磨介质，以通过搅拌将碳酸盐粉末研磨至满足预定的粒度大小；

所述研磨介质包括直径为1～3毫米的二氧化锆磨球。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所诉制备方法中所用的仪器包括：

磁力搅拌器，所述磁力搅拌器用于盛放包括有机溶剂及碳酸盐粉末在内的原料，并具有搅拌功能；

和/或可调移液器，所述可调移液器用于碳酸盐粉末悬浊液的取用和转移。

9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

所述制备方法所用的放射源原料还包括研磨介质二氧化锆磨球，所述二氧化锆磨球的直径为1～3毫米，所述二氧化锆磨球的数量为5～20个；

所述碳酸盐为碳酸钡，所述碳酸钡中β粒子的放射性活度为1～100mCi；

所述有机溶剂为丙酮，丙酮的体积为0.5～3毫升；

在磁力搅拌器中放入所述放射源原料，将磁力搅拌器的转速设定为每分钟300～500转，并将所述放射源原料搅拌20～40分钟。

10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

待制备的所述放射源中β粒子的预定放射性活度为100μCi时，所用的放射源原料包括：β粒子的放射性活度为20mCi的碳酸钡、2毫升的丙酮、10个直径为1毫米的二氧化锆磨球、5个直径为3毫米的二氧化锆磨球；

在磁力搅拌器中放入所述放射源原料，将磁力搅拌器的转速设定为每分钟350转，并将所述放射源原料搅拌30分钟。