[发明专利]一种可销毁的镅铍中子源

说明书

本发明公开了属于核技术应用领域的一种可销毁的镅铍中子源。本发明设计了一种装置结构使得镅铍中子源需要销毁时，利用强碱溶液浸泡放射源源芯，将源芯中的金属铍溶解，然后用滤网将源芯中的AmO₂与金属铍分离，从而阻止²⁴¹Am出射的α粒子轰击到金属铍，停止⁹Be(α,n)¹²C反应从而使中子的产生终止。本发明可以比较便利地将报废的镅铍中子源销毁，使其不再出射中子，减小其对人体的危害，降低对废弃镅铍中子源的处理成本，同时可以将剩余的AmO₂作为低能γ源使用，实现了放射性废料的重复利用。

技术领域

本发明属于核技术应用领域，是一种可将镅铍分离开从而停止中子产生的可销毁中子源。

技术背景

镅铍中子源是目前最常用的中子源之一，其原理是利用α源²⁴¹Am衰变出射的α粒子轰击铍金属，发生(α,n)反应：α+⁹Be→¹²C+n，产生中子，常见的制作方法为，将AmO₂和铍粉充分混合后分多次注入在模具中的源壳，每次注入后用撞锤以1.5t/cm²以上的压力进行压缩制成压片，从模具中取出源壳放上源盖进行焊封。镅铍中子源的半衰期就是α源²⁴¹Am的半衰期约433年，中子产额平均为2.2×10⁶中子/s·Ci，即活度为1Ci的²⁴¹Am与铍粉混合后每秒产生2.2×10⁶个中子，中子能量范围为0.1～11.2MeV，平均能量为4.5MeV。镅铍中子源的优点是半衰期长出射稳定，γ本底低，²⁴¹Am出射的γ射线主要是59keV的低能γ射线，容易屏蔽，²⁴¹Am衰变为²³⁷Np，半衰期为2.14×10⁶年，出射能量11.9～22.2keV的Lx射线，因此²⁴¹Am也是良好的低能γ和X射线源，广泛用于X荧光分析和穆斯堡尔分析。

中子由于不带电，对物体的穿透性极高，与原子核发生非弹性散射、辐射俘获等作用会产生大量γ射线，因此中子辐射对人体的危害比相同剂量的γ射线或X射线要大得多。镅铍中子源半衰期为433年，在可预期的时间内，中子产额不会变化太大，当放射源需要报废销毁时，一般只能做为Ⅰ类放射性废物进行深地处置，理论上需要深地埋藏一万年以上才能达到豁免水平，处理成本极高且泄漏后危险极大。

发明内容

本发明的目的在于当镅铍中子源被废弃后，可以比较便利地将报废的镅铍中子源销毁，使其不再出射中子，减小其对人体的危害，降低对废弃镅铍中子源的防护等级和处理成本。

为实现上述目标本发明使用化学方法将AmO₂和铍分离，阻止(α,n)反应的发生，使镅铍中子源停止出射中子。镅铍中子源的镅铍源芯由AmO₂粉末和金属铍粉末按质量比1:12混合压制而成，当放射源需要销毁时，用NaOH溶液浸泡镅铍源芯，NaOH与AmO₂不发生反应，但可以与金属铍发生如下反应：

Be+2NaOH＝Na₂BeO₂+H₂↑