[发明专利]一种无衬底超薄镍-63放射源的制备方法

说明书

本发明公开了一种无衬底超薄镍‑63放射源的制备方法，包括以下步骤：S1、将电沉积液中的镍金属离子沉积在铜衬底的一侧形成镍层；S2、在镍层上覆一层有机膜，即在镍层的两个对称面上分别为铜衬底和有机膜；S3、将步骤S2制备的镍‑63放射源浸没在衬底去除溶液中去除铜衬底；S4、去除步骤S3制备的无衬底镍‑63放射源上的有机膜，获得无衬底超薄镍‑63放射源。本发明制备得到无衬底超薄镍‑63放射源为双面放射源，厚度小于2μm，表面平整，无褶皱和破损，镍层致密均匀，有金属光泽；本发明工艺简便，操作简单，电沉积率大于90％。

技术领域

本发明涉及放射源制备技术领域，具体涉及一种无衬底超薄镍-63放射源的制备方法。

背景技术

目前，微型机械电子系统(MEMS)技术广泛应用于空间、深海、极地等特殊环境探索以及生物医疗中，且由于所处环境的极端性，电池难以进行维护及更换，因此主要采用微型核电池供能。镍-63微型核电池是微型核电池研制中的重要攻关方向，而镍-63放射源是该微型核电池的核心能量部件。镍-63发射低能纯β射线，半衰期为100.2a，其β粒子能量适中，对半导体换能部件无损害，具有使用寿命长、安全性能好、易于微型化和集成化等优点，是辐射伏特电池中使用最为广泛的放射源。

目前，电沉积法是制备镍-63放射源的主要方法之一，通过将⁶³Ni²⁺离子转变成金属⁶³Ni，沉积至金属衬底上，使镍层与金属衬底结合紧密，从而制备得到镍-63平面源。

现有工艺方法制备的镍-63放射源有两个不足之处：一是放射源存在衬底，衬底是放射源的支撑材料；二是放射源较厚，除衬底厚度外，镍层厚度一般大于10μm。具体如下：

(1)存在衬底的缺点：由于镍-63发射的是低能β射线，穿透距离很短，衬底将完全阻挡放射源的β射线，现有方法制备的放射源只有一面可以为核电池提供能量。为了提高核电池的能量利用率，减小核电池体积，就需要使用双面放射源。若采用现有方法制备双面放射源，则需在衬底的另一面再次进行镍-63的电沉积，将导致原料浪费，且人员工作量、放射性受照剂量成倍增加。此外，衬底还增加了放射源的厚度，使电池的体积、重量增大，不利于电池的小型化和轻量化。

(2)厚度大的缺点：由于镍-63存在自吸收效应，当镍层厚度超过2μm时，镍层下部的β射线将被屏蔽，厚度的增加不仅不能增加表面发射率，反而会造成镍-63原料的严重浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无衬底超薄镍-63放射源的制备方法，解决现有制备方法导致镍-63存在衬底且厚度大，进而导致镍-63利用率低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种无衬底超薄镍-63放射源的制备方法，包括以下步骤：

S1、将电沉积液中的镍金属离子沉积在铜衬底的一侧形成镍层；

S2、在镍层上覆一层有机膜，即在镍层的两个对称面上分别为铜衬底和有机膜；

S3、将步骤S2制备的镍-63放射源浸没在衬底去除溶液中去除铜衬底；

S4、去除步骤S3制备的无衬底镍-63放射源上的有机膜，获得无衬底超薄镍-63放射源。

本发明所述的超薄具体是指厚度小于2μm。

通过本发明所述制备方法制备的无衬底超薄镍-63放射源为双面放射源，厚度小于2μm，能够提高镍-63放射源的利用率，且表面平整，无褶皱和破损，镍层致密均匀，有金属光泽。

本发明将覆膜和衬底溶解技术相结合，避免了微米级镍层产生褶皱和破损，确保了无衬底支撑的超薄镍-63放射源的完整性和平整性，如果不覆有机膜则会出现铜衬底溶解后镍层破碎的情况，且转移过程镍层也易损坏。