УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ КЮРИЯ С РУТЕНИЕМ

Полезная модель относится к технологии радиационной обработки различных материалов, в частности к устройствам для получения металлического кюрия.
Известен способ изготовления активной части радионуклидного источника (Пат. Ru 2030804 С1), который заключается в получении интерметалида путем вакуумной дистилляции с конденсацией радионуклида на танталовую подложку, помещенную в тигель-испаритель. В данном способе используется устройство для получения интерметаллидов, состоящее из расположенных внутри герметизирующего стального колпака с двумя смотровыми окнами и находящихся на водоохлаждаемой опоре танталового тигля, содержащего смесь испаряемого металла, помещенного внутрь маловиткового высокочастотного индуктора и подложки-конденсатора, установленного над верхней открытой частью тигля.
Недостатком является то, что в устройстве используется одна подложка, что ограничивает производительность устройства и снижает эффективность процесса изготовления активной части радионуклидного источника на основе интерметаллидов.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности устройства для получения металлического кюрия за счет применения позиционного устройства смены подложек, использующего механизм вращения.
Техническим результатом модели является повышение эффективности и производительности устройства для получения металлического кюрия.
Описание полезной модели
Конструктивно предлагаемое устройство для получения металлического кюрия (фиг.1) представляет собой герметизированный стальной колпак с двумя смотровыми окнами (1), содержащее танталовый тигель (2), подвешенный вертикально внутри маловиткового высокочастотного индуктора (3). Внутрь танталового тигля помещается смесь оксида кюрия с торием или испаряемый металл (4). Тигель с подложкой установлен на водоохлаждаемой опоре (5). Внутри стального колпака расположена вертикальная вращающаяся металлическая ось (6), расположенную рядом с индуктором (3), на которой жестко закреплен диск-держатель (7), к которому по окружности на равных расстояниях крепятся несколько подложек-конденсаторов (8), таким образом, что при повороте на фиксированный угол каждая подложка-конденсатор устанавливается над верхней открытой частью тигля. Для поворота диска-держателя применяется шаговый двигатель с дополнительной электронной системой управления
Вакуумная часть установки состоит из форвакуумного насоса 2НВР и высоковакуумного агрегата с азотнокислой ловушкой. Предельное остаточное давление в системе составляет 0,1 мПа.
Работает устройство следующим образом.
В процессе получения металлического кюрия используется термическая конденсация паров металлического кюрия в высоком вакууме на подложку из рутения.
Технологический процесс получения сплавов рутений-кюрий методом высокотемпературной конденсации паров включает следующие основные операции:
- получение оксида кюрия;
- механическое смешивание оксида и металла восстановителя (тория);
- прессование смеси из оксида и металла восстановителя в таблетку диаметром 2-3 мм;
- процесс восстановления-дистилляции-конденсации кюрия;
- повторная дистилляция металлического кюрия с конденсацией на подложку из рутения.
Для получения оксида в азотнокислый раствор, содержащий кюрий, добавляется раствор щавелевой кислоты. После отделения маточного раствора полученный оксалат кюрия высушивается на воздухе и отжигается при температуре 800°С в течение 1 ч.
Затем оксид кюрия перемешивается с опилками спектрально чистого металлического тория, взятого с 10-кратным избытком, и эта смесь прессуется на гидравлическом прессе при давлении 3 МПа.
Полученную таблетку диаметром 2 мм помещают в танталовый тигель, который подвешивают вертикально внутри маловиткового высокочастотного индуктора. Плоскую подложку-конденсатор устанавливают над верхней открытой частью тигля.
Центральную часть установки (тигель-подложка-индуктор) закрывают герметизирующим стальным колпаком с двумя смотровыми окнами.
Систему откачивают до остаточного давления 0,01 мПа.
Восстановленный кюрий конденсируют на танталовых подложках при постепенно возрастающей температуре тигля. При этом конденсаты, полученные при температуре испарения ниже 1600°С (обогащенные легколетучими катионными примесями) и выше 2000°С (обогащенные низколетучими катионными примесями и содержащие заметные количества неметаллических включений), исключают из дальнейшей работы.
Танталовая подложка с основной массой конденсата 2-3 мг разрезается на несколько частей, которые последовательно загружаются в отожженный танталовый тигель и используются для приготовления сплавов кюрия с рутением.
Подложка из рутения формируется путем прессования порошка металлического рутения в таблетку диаметром 8 мм и толщиной 0,3 мм с последующим отжигом ее в высоком вакууме.
Образец сплава кюрия с рутением получается термической конденсацией паров металлического кюрия в высоком вакууме на подложку из рутения. При этом, за счет предлагаемой полезной модели, в одном технологическом процессе возможно получение до восьми образцов осажденного металлического кюрия на подложки из рутения, что повышает производительность и эффективность устройства за счет применения позиционного устройства смены подложек, использующего механизм вращения.