一种可在线监测的小型回旋加速器固体靶电镀装置的制作方法

本实用新型涉及小型回旋加速器，具体涉及一种可在线监测的小型回旋加速器固体靶电镀装置。

背景技术：

放射性标记技术在工业、农业、科学研究、临床医学中都有广泛的应用。该技术常常需要使用自然界不存在的放射性核素，而这类核素往往是利用加速器或者核反应堆生产的。

很多具有重要应用价值的放射性核素是由小型回旋加速器生产的，比如碳-11、氟-18、钠-22等。在小型加速器生产放射性核素的过程中，对操作人员来说最关键的环节是靶工艺。靶是高能粒子轰击的对象，一般由同位素纯的物质组成，可分为固体靶、液体靶、气体靶等类别。固体靶工艺生产的核素由于其半衰期、能谱等与应用要求十分匹配，具有特别的应用价值。

在固体靶工艺过程中，电镀是一项广泛使用但难度较大的技术。常用的铜-64、碘-124、钴-55等核素的固体靶均可通过电镀的方式进行预处理。如果处理得当，经过电镀的固体靶表面平整、厚度均匀、质地密实，非常适合后续的高能粒子轰击。但电镀工艺较为精密，现有的固体靶电镀装置难以进行在线监控，对操作者的经验有一定的依赖。一旦电镀条件和时间掌握不好，会产生裂纹、毛刺、起泡、针孔等。对于电镀过程的监控有助于探索和优化电镀工艺，改善固体靶和核素产品的质量。

技术实现要素：

针对小型回旋加速器固体靶电镀过程中缺乏在线监控手段的问题，本实用新型提供一种可在线监测的小型回旋加速器固体靶电镀装置，能够实时对电镀液和镀层进行观察和监测。

本实用新型的可在线监测的小型回旋加速器固体靶电镀装置包括：底板、底座、盖板、垫圈、管柱、顶板、支柱、导线和电极；其中，在底板上固定或镶嵌底座；底座的中央具有与靶体形状相一致的凹槽，靶体放置在底座的凹槽内；在靶体上设置盖板，将靶体固定在底座上；盖板为环形，中间具有通孔，裸露靶体中央的表面；在盖板的环形上设置有导线孔，导线从导线孔穿入，并由盖板将导线压在靶体上；在靶体裸露的表面上设置一根垂直的管柱，管柱是透明的；管柱的形状为内部中空的圆筒；管柱与靶体之间设置垫圈；在管柱的顶端设置顶板，将管柱压紧在垫圈上；在顶板和底板之间设置多根支柱，相互牵拉顶板和底板；在顶板的中央与管柱相对应的位置设置有电极孔，电极通过电极孔插入管柱内部。

底板起稳定的作用，是受力部件，采用结构材料，如铝合金。

底座的中央具有与靶体的形状相同的凹槽，以便纳入靶体，采用耐受电解液和洗涤液的材料，如聚四氟乙烯或聚醚醚酮。

靶体是小型回旋加速器的一种固有组件，由小型回旋加速器的生产者提供。

管柱的内部中空的截面尺寸和靶体的电镀区域的尺寸相同；管柱采用耐受电解液的硬质透明材料，如石英。

垫圈的水平形状和尺寸与管柱的截面相同，即环形的垫圈中间的通孔与电镀区域的尺寸相同；材料采用耐受电解液的材料，如聚硅酮。

在顶板的中央与管柱相对应的位置设置有电极孔，可供电极插入，必要时亦可从此插入机械搅拌桨，同时可以向装置内添加和移除液体；顶板是受力部件，采用结构材料，如铝合金。

支柱的两端具有承受底板和顶板的拉力的结构，如螺纹；采用结构材料，如不锈钢。

电极为电镀通用的惰性电极，通过顶板上的电极孔插入管柱内。

导线的一端压在靶体上，另一端连接在直流电源的一极，一般为正极；电极连接直流电源的另一极，一般为负极。

本实用新型的优点：

本实用新型采用透明的管柱垂直压在靶体上，在管柱内加入电解液并插入电极进行电镀，能够实时对电镀液和镀层进行观察和监测，通过肉眼观察电解液的颜色、气泡产生速率、电极的高度和靶体上电镀层的情况；还可以将小型机械搅拌器插入管柱内，对电解液进行搅拌；如需要研究电镀过程，还可以在管柱四周搭设光路，对电解液进行光学检测；本实用新型通过对传统的小型加速器固体靶电镀装置进行了结构改进，使电镀装置的关键部分及电解液在装置组装和电镀过程中皆处于可见状态；这种改进使得操作人员可以实时在线的观察和测量镀层和电解液情况，继而调控电镀参数。

附图说明

图1为本实用新型的可在线监测的小型回旋加速器固体靶电镀装置的一个实施例的爆炸图；

图2为本实用新型的可在线监测的小型回旋加速器固体靶电镀装置的一个实施例的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本实用新型。

如图1和2所示，本实施例的可在线监测的小型回旋加速器固体靶电镀装置包括：底板1、底座2、盖板5、垫圈4、透明的管柱6、顶板7、支柱8、导线、电极9和螺钉10。支柱8的底端具有外螺纹，底板1与支柱相应的位置具有螺纹孔；支柱8的顶端具有螺纹孔，顶板7与支柱相应的位置具有螺纹孔，螺钉通过顶板的螺纹孔和支柱的螺纹孔，旋进支柱8的顶端。

采用本实用新型的电镀装置进行电镀，包括以下步骤：

1)电镀前电镀装置安装：

a)对底座2、靶体3和管柱6进行酸洗和水洗，保证其表面清洁；

b)将底座2装入底板1，然后将靶体3置于底板2的凹槽内；

c)将导线放置在靶体3上，穿过盖板上的导线孔，并用盖板5将其压紧，用螺钉将盖板5与底座2紧密相连；

d)将垫圈4小心的安放在靶体3上，使其恰好覆盖在电镀区域与5盖板之间；

e)将支柱8通过外螺纹旋进底板1的螺纹孔内，并将管柱6插入盖板5的中间，压在垫圈4上面；

f)将顶板7小心的放置在管柱6和支柱8上，使得顶板7的螺纹孔与支柱8的螺纹对齐，最后旋进螺钉10，从而支柱8对底板1和顶板7形成牵拉，对管柱6和垫圈4形成挤压，电镀装置安装完毕；

2)通过顶板7中间的电极孔加入超纯水，观察是否有泄漏，如无泄漏，则吸出超纯水，加入含镍-64的电解液；

3)将电极9插入电解液中，使之下部距离靶体3的上表面约10mm；

4)将导线和电极分别连接直流电源的两极，闭合电路，开始电镀。

电镀过程中，可以通过透明的管柱6用肉眼观察电解液的颜色、电极9的高度和靶体3上电镀层的情况。还可以在顶板7中央的电极孔中插入一小型机械搅拌器，对电解液进行搅拌。如需研究电镀过程，可以直接在管柱6的四周搭设光路，对电解液进行光学检测。

通过电解液颜色和光学参数以及靶体3上的镀层情况，决定停止电镀后，首先断开电路，然后卸下电极9，吸出管柱6内的电解液，旋下螺钉10，拆除顶板7，取下管柱6和垫圈4，卸下盖板5，即可取出电镀好的靶体3，供下面的轰击步骤使用。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本实用新型，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本实用新型不应局限于实施例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。