伽马－辐射源

本发明涉及一种包含75Se的伽马-辐射源，特别涉及在伽马-射线 照相术中使用的源。这种源已应用在例如无损探伤，工业计量，和在 工业、研究和医疗领域的密度分析和材料分析中。

过去，75Se源一直是将元素74Se靶材料封装在焊接的金属靶盒中 制成的。在高通量反应堆中照射这个靶盒，将一部分74Se转化成75Se。 靶盒一般是由低活化金属，例如铝、钛、钒和它们的合金制造的。也 可以使用其它昂贵金属和合金。使用这些金属能确保使活化靶盒产生 的杂质伽马-射线减到最少。75Se一般呈压制的丸状或铸造的珠状位 于靶盒内的圆筒形空腔内。为了获得能在射线照相术中应用的优良性 能，必须使焦点尺寸尽可能小，而放射性则尽可能高。这是采用非常 高的中子通量照射和采用同位素74Se富集率非常高的靶材料达到 的，一般富集率＞95％。

在照射以后，将活化的靶盒焊入一个或多个外层金属盒中，制成 不泄漏的源，该源对外界没有放射性的污染。

Weeks K.J.等人在医疗物理(Medical Physics)，9-10月，1986， 美国，13卷，第5期728-731页(XP000896098 ISSN：0094-2405)上 发表的论文“硒-75：一种高活性近距疗法辐射器的势源”中，公开一 种包括元素硒-75的伽马-辐射源。

例如C Sauerwein等人在Deutche Gesellshaft für Zerstorungsfreie DGZfP-Jahrestagung(德国无损DGZfP学会年 会)9.-11 5月1994，Timmendorfer Strand发表的“采用硒-75的 伽马-射线照相术”中，以及R Grimm等人在Insight(展望)38卷， 第9期，9月1996上刊载的“利用硒-75的伽马-射线照相术”中， 对照其它源，讨论了这些源的一般特征和优点，以及它们的性能。1968 年Collets在伦敦和Wellingborough出版的由E.M.Elkin翻译的D M Chizhikov的“硒和硒化物”中提供了另一些背景资料。

元素硒在物理和化学上是挥发性的。它在220℃熔融，在680℃ 沸腾。它能与许多在温度高于约400℃下适合用作低活化盒材料的金 属反应，这包括钛、钒和铝和它们的合金。硒能与铝发生猛烈的反应。 这意味着需要小心地选择靶盒材料，并在照射过程中，靶盒的温度必 须保持低于约400℃，以防硒与靶盒壁反应和腐蚀靶盒壁。如果发生 了这种情况，将会增加焦点尺寸，改变焦点的形状，减少靶盒壁的厚 度和强度。

本发明的目的，是提供一种具有硒靶组合物的源，它能克服或改 善使用元素硒产生的一个或多个问题，特别是尽管与元素形式的材料 相比，硒靶中含有密度非常高的硒，但却能获得热稳定、不挥发、无 反应性、高密度、稳定的硒靶。

在本发明的一个方面提供一种包含硒-75的伽马-辐射源，其中使 硒与一种或多种可接受的金属组合形成稳定的化合物、合金、或混合 金属相，所述的一种或多种可接受的金属是经过中子照射以后不产生 能持续放出辐射的产物的一种或多种金属，这种辐射线能干扰硒-75 的伽马-辐射，是不能接受的。

因此，例如钒或铑等可接受的金属虽然被活化，但却没有起干扰 的伽马-辐射。钼会产生钼-99，它确实有起干扰的伽马-辐射，但寿 命非常短，因此也是一种可接受的金属。钍也能产生半衰期为27天 的钯-233，但钯-233的伽马-辐射为300-340KeV，与硒-75的非常 相似，因此也是可接受的。

本发明还提供一种伽马-辐射源前体，其包括封装的硒-74，使硒 -74与一种或多种可接受的金属组合，形成稳定的合金、化合物或混 合金属相，采用中子照射密封盒和其所装的材料，将至少一部分硒- 74转化成硒-75，而不产生任何能持续放出的不能接受的、能干扰硒 -75伽马-辐射的产物。

所述的一种或多种可接受的金属，优选自钒、钼、铑、铌、钍、 钛、镍、铅、铋、铂、钯、铝或它们的混合物。所述的一种或多种可 接受的金属，更优选包括钒、或钼，或铑，或它们的混合物。

优选将硒制成通式为MxSey的丸状或珠状的化合物，其中y/x为 1-3，M是一种所述的可接受的金属，或二种或多种所述的可接受金属 的混合物。

y/x优选1.5-2.5.y/x更优选2。

丸或珠优选包括VSe2、MoSe2或Rh2Se5。

元素硒通常包括在它与所述的化合物、合金、或混合金属相形成 的紧密混合物中，对它们起粘合剂的作用，特别有助于形成致密的、 无孔的丸或珠。

对用于活性组分的安全壳而言，丸或珠是装在密封的，焊接的金 属盒中。

优选将丸或珠制成具有球形或准球形的焦点几何形状。

在本发明的另一方面提供一种制造伽马-辐射源的方法，其中包 括将硒-74和一种选自钒、钼、铑、铌、钍、钛、镍、铅、铋、铂、 钯、铝的金属或它们的混合物按适宜的比例混合，以制成所需的产物 化合物，并将混合物加热，使这些组分互相反应，然后照射反应产物， 将至少一部分硒-74转化成硒-75。

现在将参照附图，采用实施例来说明实施本发明的具体方法和伽 马-辐射源的结构，在附图中：

图1是辐照盒组件的截面图，

图2是图1所示部件的部件分解图，

图3是改进的辐照盒组件的截面图，和

图4是图3所示组件的部件侧视图。

参见附图1和2，包含硒-75的丸11被严密地密封在包括圆筒体 12、圆筒塞13、和圆筒盖部件14的盒中，圆筒盖一端的直径略微增 大。盖部件14完全安装在筒体12中，并将其周边直径增大的部分焊 接在筒体12上。将丸11装在塞13和盖部件14之间卡紧的盒中。

图3和4所示的改进组件，大体上相似，但包括较少部件。该盒 包括圆筒体12a和安装在筒体12a中具有相应形状的凹槽内的圆筒盖 部件14a。筒盖14a和筒体12a是内部成型的，以安装包括硒-75的 丸，该丸制成二个半丸11a和11b，在图4的侧视图中示出其中之一 11a。半丸11a和11b也有圆柱形的几何形状，当在截面中所示的二 个半丸形状合在一起时，就形成一个八角形，与所示成直角的部分是 圆形的。在组装之后，将盖14a在15处焊在筒体12a上。

丸组合物是一种组成为MxSey的金属硒化合物(其中的一部分或 全部，都可被看成是金属颗粒与元素硒的致密混合物)，式中M是一 种可接受的金属，它能将不需要的杂质伽马-射线减到最少。适宜的 可接受的金属的实例，包括但不限于钒、钼、铑、铌、钍、钛、镍、 铅、铋、铂、钯、铝。最优选的金属是钼、钒和铑，它们能产生特别 致密的富集硒的金属-硒相。在化学通式中的“x”和“y”可以为任 何值，视金属的价态而定，但在y/x的比例为1-3时，硒的密度达到 最大，优选1.5-2.5，最优选2。适宜的金属硒靶材料的实例如下：

价数               实例

2                  VSe、TiSe、PbSe、NiSe、BiSe

2和3               Bi3Se4

3                  Bi2Se3、Al2Se3

4                  RhSe2、VSe2、TiSe2、MoSe2、PtSe2、PdSe2、

                   NbSe2、NiSe2

5                  Rh2Se5、Th2Se5

6                  MoSe3

可以采用许多方法制备金属-硒丸状组合物。最方便的方法是能 产生最小的过程损失，这种方法要称量已知量富集74Se的粉末，并与 计算量的粉末状金属相混合，然后在惰性的密封的容器中，例如在火 焰密封的玻璃安瓿中加热混合物，在几小时内逐渐提高温度达反应温 度，然后再保持该温度数小时。例如74Se粉末和钒粉末之间发生反应 的反应温度为450-550℃。在一个具体的实例中，在一个抽空的火焰 密封的石英安瓿中，加热钒和硒粉末的混合物，其中钒∶富集的Se-74为1∶1.9，首先在550℃下加热4小时，然后在800℃下加热100小 时。将产物VSe1.9压成图4所示形状的半八角形截面的丸11a和11b 中。

可采用几种方法制备圆柱形丸或珠。例如可以冷压、热压、或烧 结粉末，以制成圆柱形的、球形的、或准球形的几何形状。可将它们 插入靶盒中，或就地铸造或压制。然后将盒焊接，并在辐照之前检漏。 金属-硒丸组合物可由纯的金属硒化合物例如VSe2，或如VSe2、 MoSe2、MoSe3等化合物的混合物，或在高温下使这些混合物一起反应 获得的更复杂的相组成。该组合物可以包含一些金属粉末和元素硒。 可以有目的地加入过量的元素硒作为粘合剂，将金属硒化物的颗粒粘 合起来，制成无孔的、高密度的丸或珠。由混合物例如VSe2+VSe+Se或MoSe2+MoSe3+Se制成的这些丸可以在辐照前专门的退火过程中，也 可以就在辐照过程中，在靶盒内反应或一起烧结，发生如下反应：

VSe+Se＝VSe2 和 MoSe2+Se＝MoSe3

采用金属硒化物相的一个优点是，由于材料的热稳定性和物理稳 定性，原则上能照射未封装的丸和珠。这能减少由于低活化靶盒存在 浪费的反应堆空间量，可显著降低源的成本。

本发明不限于对前述实例的说明。