一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置的制作方法

本发明属于放射监测技术领域，涉及一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置。

背景技术：

标准平面源是涉核场所表面污染监测中常用的参考源，以保障其监测结果的准确性。由于不同核素衰变方式及射线能量差异，可用于监测设备不同功能/能区的校准，因此相关标准规范中推荐了多种参考源制备用核素及其特征能量。目前对于金属核素的标准平面源已发展出电镀法等较为成熟的标准平面源制备方法，而对于非金属核素，如³⁶cl、¹⁴c等尚无成熟可靠的标准平面源制备设备与方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，以能够更好的用于非金属核素平面源的制备，形成均匀、稳定的放射性平面源。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，所述的装置包括阳极氧化处理系统、放射性核素吸附槽、氧化膜封闭槽，

所述的阳极氧化处理系统包括碱洗槽、第一水洗槽、中和槽、阳极氧化槽；

将制备好的铝片浸泡在所述的碱洗槽中一定时间除去铝片表面的油污，然后在所述的第一水洗槽中清洗掉表面残余的碱液，清洗干净的铝片放入所述的中和槽浸泡一定时间中和上一步残余的酸液，得到清洗干净的平面源铝底衬；

将清洗干净的所述的平面源铝底衬浸入预处理好的所述的阳极氧化槽中的电解液中进行阳极氧化，使所述的平面源铝底衬表面形成预定厚度的氧化膜；

表面形成氧化膜的所述的平面源铝底衬在所述的放射性核素吸附槽内进行放射性核素吸附；

放射性核素吸附后的所述的平面源铝底衬在所述的氧化膜封闭槽内进行封闭处理。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的装置还包括保护膜喷涂设备，用于将所述的平面源的非活性区域进行喷涂保护。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的阳极氧化处理系统还包括第二水洗槽，用于将得到的清洗干净的所述的平面源铝底衬冲洗备用保存。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的阳极氧化处理系统还包括第三水洗槽，用于将表面形成氧化膜的所述的平面源铝底衬冲洗备用保存。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的阳极氧化处理系统还包括悬挂支架，用于悬挂所述的平面源铝底衬在所述的阳极氧化槽内进行阳极氧化。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的装置还包括控制器，用于控制所述的阳极氧化槽中的电解液的温度、电流的大小和阳极氧化的时间，使所述的平面源铝底衬表面形成致密的、耐磨的、预定厚度的氧化膜。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的控制器由温度控制、电流/电压控制、电解时间控制三个部分组成。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的装置还包括冷却系统，用于将所述的阳极氧化槽中的电解液的温度调节到预设的温度。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的装置还包括密度计，用于对所述的阳极氧化槽中的电解液的密度进行及时监测。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置，其中所述的放射性核素吸附槽包括调平台、槽体、聚四氟乙烯保护环、弓形螺栓，

所述的平面源铝底衬在所述的放射性核素吸附槽内进行放射性核素吸附时，将所述的槽体放置在所述的调平台上，然后将所述的平面源铝底衬放入所述的槽体中，通过置于所述的平面源铝底衬上方的所述的聚四氟乙烯保护环与置于所述的槽体外的所述的弓形螺栓对所述的平面源铝底衬进行固定定位。

本发明的有益效果在于，本发明的阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置能够更好的用于非金属核素平面源的制备，形成均匀、稳定的放射性平面源。

本发明的有益效果具体体现在：

(1)设计了阳极氧化预处理槽，依次用于碱洗、水洗、酸洗、中和、阳极氧化等处理工艺，设计了适用于不同几何尺寸平面源的阳极氧化悬挂支架；

(2)设计了放射性核素吸附槽，用于不同放射性核素，包括非金属核素溶液的吸附；

(3)设计了聚四氟乙烯保护环、弓形固定螺栓、调平台，用于定位吸附活性区、保护非活性区并保障吸附均匀性。

附图说明

图1为示例性的本发明的阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置的组成结构图。

具体实施方式

示例性的本发明的阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置的组成结构如图1所示，包括保护膜喷涂设备1、控制器2、阳极氧化处理系统、冷却系统10、密度计、放射性核素吸附槽、氧化膜封闭槽16。

保护膜喷涂设备1用于将平面源的非活性区域进行喷涂保护。

阳极氧化处理系统包括碱洗槽3、第一水洗槽4、中和槽5、第二水洗槽6、阳极氧化槽7、第三水洗槽8、悬挂支架9。

将制备好的铝片浸泡在碱洗槽3中一定时间除去铝片表面的油污，然后在第一水洗槽4中清洗掉表面残余的碱液，清洗干净的铝片放入中和槽5浸泡一定时间中和上一步残余的酸液，得到清洗干净的平面源铝底衬15。第二水洗槽6用于将得到的清洗干净的平面源铝底衬15冲洗备用保存。

将清洗干净的平面源铝底衬15浸入预处理好的的阳极氧化槽7中的电解液中进行阳极氧化，使平面源铝底衬15表面形成预定厚度的氧化膜。第三水洗槽8用于将表面形成氧化膜的平面源铝底衬15冲洗备用保存。悬挂支架9用于悬挂平面源铝底衬15在阳极氧化槽7内进行阳极氧化。

控制器2由温度控制、电流/电压控制、电解时间控制三个部分组成，用于控制阳极氧化槽7中的电解液的温度、电流的大小和阳极氧化的时间，使平面源铝底衬15表面形成致密的、耐磨的、预定厚度的氧化膜。冷却系统10用于将阳极氧化槽7中的电解液的温度调节到预设的温度(通过冷却系统10将电解液调节到预设的温度，然后将清洗干净的平面源铝底衬15浸入电解液，开启电源进行氧化，缓慢调节电流到预设的电流值，并保持一定的时间，使铝片形成预定厚度的氧化膜)。密度计用于对阳极氧化槽7中的电解液的密度进行及时监测。

表面形成氧化膜的平面源铝底衬15在放射性核素吸附槽内进行放射性核素吸附。

放射性核素吸附槽包括调平台11、槽体12、聚四氟乙烯保护环13、弓形螺栓14。

平面源铝底衬15在放射性核素吸附槽内进行放射性核素吸附。使用时预先配置好一定浓度的放射性核素溶液，将槽体12放置在调平台11上，然后将平面源铝底衬15放入槽体12中，通过置于平面源铝底衬15上方的聚四氟乙烯保护环13与置于槽体12外的弓形螺栓14对平面源铝底衬15进行固定定位，槽体12中加入放射性核素溶液计时吸附。

放射性核素吸附后的平面源铝底衬15在氧化膜封闭槽16内进行封闭处理，即可完成平面源的制备。

上述示例性的本发明的阳极氧化法制备非金属核素平面源的装置的操作举例如下：

用密度计监测电解液(硫酸)的浓度并将其调节为20％(m/m)，通过控制器2开启温度调节使电解液温度稳定在18±1℃。将预制的平面源铝底衬15(185mm×120mm×2mm)的非活性区(活性区为单面150mm×100mm)进行喷金保护，依次通过碱洗槽3、第一水洗槽4、中和槽5、第二水洗槽6、阳极氧化槽7、第三水洗槽8进行阳极氧化处理。将平面源铝底衬15转移至放射性核素吸附槽，固定聚四氟乙烯保护环13，置于调平台11上，加入¹⁴c放射性溶液，吸附200min。采用氧化膜封闭槽16在60℃封闭处理2min，形成¹⁴c平面源。经过标准装置测量确定平面源的表面发射率为2000s^-1·(2πsr)^-1，不确定度为2％(k＝2)，符合标准平面源相关技术要求。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。