Генератор радона

(51) 21 4/00 (2006.01) 21 4/10 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ параллельно соединенных газопроводами металлических герметичных сосудов, заполненных природными твердыми радийсодержащими продуктами, образующимися преимущественно при очистке нефтяного оборудования от радиоактивных отложений. При этом на выходе генератора радона установлен противопыльный фильтр. Технический результат изобретения заключается в снижении затрат при получении радона путем использования для генерации радона природного радийсодержащего материала с концентрацией радия по отношению к урану выше равновесной.(73) Акционерное общество Парк ядерных технологий(57) Генератор радона включает емкость с радиоактивным материалом, камеру накопления,источник инертного газа, вакуумный насос, при этом генератор радона выполнен в виде ряда Изобретение относится к области аппаратурного оформления технологий получения радоновых препаратов. Известно устройство для приготовления водного концентрата радона, состоящее из генератора радона в виде колбы с барботером, стеклянной бутыли, аппарата для встряхивания (шюттельаппарата) и бюретки(Е.С.Щепотьева. Искусственные радоновые ванны и методики их приготовления - М. Медицина, 1949). Колба с барботером содержит водный раствор соли радия и является генератором радона. При осуществлении барботажа путем продувки газа-носителя из водного раствора соли радия экстрагируется газообразный радон, образующийся при распаде радия. Недостатком известного устройства является его низкая радиационная безопасность, связанная с наличием жидкого препарата радия, в связи с чем для эксплуатации генератора радона необходимо наличие специализированного помещения,оборудованного по первому классу радиационной опасности, что приводит к повышению затрат при получении радона. Известно устройство для получения радоновых препаратов, состоящее из генератора радона,герметичной камеры насыщения (бака-смесителя),защитного кожуха, источника инертного газа,вакуумного насоса и адсорбера (Патент РФ 2024972 кл. 21 4/10, 1994). В данном устройстве генератор радона содержит металлический сосуд с легкоплавкой солью радия,устройство для нагрева, устройство для барботажа и защитный кожух. При работе генератора осуществляется нагрев сосуда с радийсодержащей солью до плавления последней с последующей продувкой газа-носителя через расплавленный слой соли для экстракции образующегося при распаде радия газообразного радона. Недостатком известного устройства является его низкая радиационная безопасность, связанная с наличием при его работе жидкого препарата радия,в связи с чем для эксплуатации генератора радона необходимо наличие специализированного помещения, оборудованного по первому классу радиационной опасности, что приводит к повышению затрат при получении радона. Наиболее близким к предлагаемому устройству является генератор радона, который содержит емкость с радиоактивным материалом,обеспеченную фильтром и размещенную внутри корпуса, который имеет крышку с впускным и выпускным клапанами,обеспечен системой термостатирования, а в качестве радиоактивного материала в нем используется урановая руда(Патент РФ 2147149 кл. 21 4/10, 21 4/00,2000). При работе генератора емкость с урановой рудой подключают к блоку регулирования и контроля температуры, который поддерживает постоянную температуру емкости с урановой рудой и выдерживают в течение 30 суток для получения радиационного равновесия в системе урановая руда- радон, после чего вытесняет радон из генератора 2 посредством продувки воздуха через впускной и выпускной клапаны. Недостатком известного устройства является то,что в урановой руде, используемой в нем для генерации радона, уран и радий находятся в состоянии природного равновесия, то есть их активности одинаковы. При использовании урановой руды для производства радона уран обеспечивает около 15 общей радиоактивности,что ведет к повышению затрат при использовании урановой руды для получения радона. Кроме того,уран является бесполезной добавкой в процессе получения радона, поскольку последний является продуктом распада радия. Наличие урана в урановой руде повышает стоимость материала для получения радона, что приводит к повышению затрат при получении радона. Технический результат изобретения заключается в снижении затрат при получении радона путем использования для генерации радона радийсодержащего природного сырья с концентрацией радия по отношению к урану выше равновесной. Указанный результат достигается в генераторе радона, который содержит емкость с радиоактивным материалом,обеспеченную фильтром и размещенную внутри корпуса с впускным и выпускным клапанами, при этом генератор радона выполнен в виде ряда параллельно соединенных газопроводами металлических герметичных сосудов, заполненных твердыми природными радийсодержащими продуктами, образующимися преимущественно при очистке нефтяного оборудования от радиоактивных отложений. Схема генератора радона приведена на фигуре. Генератор представляет собой ряд герметичных металлических контейнеров 1, соединенных между собой по параллельной схеме подающим 2 и сборным 3 газопроводами, соединенными со стороны входа с источником инертного газа 4, а со стороны выхода с камерой накопления радона 5. Каждый из контейнеров 1 заполнен гранулированными радийсодержащими продуктами 6 и снабжен впускным 7 и выпускным 8 клапанами. По ходу сборного газопровода 3 перед камерой накопления радона 5 установлен противопыльный фильтр 9. Камера накопления радона 5 соединена с вакуумным насосом 10 посредством газопровода 11 с клапаном 12. Генератор радона работает следующим образом. Металлические контейнеры 1 заполняются осушенными гранулированными радийсодержащими продуктами 6,образующимися преимущественно при очистке нефтяного оборудования от радиоактивных отложений,герметизируются и заполняются инертным газом из источника инертного газа 4 посредством впускного клапана 7 в открытом состоянии. При закрытом положении выпускного клапана 8 и открытом положении клапана 11 посредством вакуумного насоса 10 откачивают камеру накопления радона 5,после чего переводят клапан 11 в закрытое положение. Открыв выпускной клапан 8, переводят содержащий радон газ из металлических контейнеров 1 в камеру накопления радона 5 для дальнейшего получения радиоактивных препаратов на основе радона. Выполнение генератора радона в виде ряда герметичных металлических контейнеров,соединенных между собой по параллельной схеме подающим и сборным газопроводами позволяет использовать в качестве источника радона твердые радийсодержащие продукты,образующимися преимущественно при очистке нефтяного оборудования от радиоактивных отложений с необходимой для промышленного получения радона производительностью. Проведенные исследования ( К.К., . .,., ,.,, ,,,,//. 2005. - .264. - 2. . 413-416.) показали, что радиоактивные осадки на насосно-компрессорных трубах, возникающие при добыче нефти на месторождениях Казахстана, содержат до 100 кБк/кг радия-226 практически при полном отсутствии урана, т.е. концентрация радия по отношению к урану в них выше равновесной. Общее количество образующихся твердых радиоактивных осадков составляет 3-4 от веса обрабатываемых труб. Использование твердых природных радиоактивных осадков, образующихся при очистке нефтяного оборудования, позволяет на 15 снизить радиационный фон по сравнению с аналогичным количеством урановой руды при равных количествах содержащихся в них радия-226, что ведет к снижению затрат при получении радона. Уран, содержащийся в урановой руде, является ценным продуктом атомной энергетики и его использование в генераторе радона приводит к повышению затрат при производстве радона. Указанные обстоятельства делают радиоактивные осадки, возникающие при добыче нефти, более эффективным продуктом для получения радона, чем урановая руда. Согласно выполненному в АО Парк ядерных технологий МИНТ РК технико-экономическому исследованию,общий объем насоснокомпрессорных труб для очистки в нефтяной отрасли Казахстана ежегодно составляет около 600000 тонн, что приводит к накоплению около 20 тысяч тонн твердых радийсодержащих радиоактивных отходов или около 1 ТБк радия-226 ежегодно. С учетом того, что в настоящее время промышленно эксплуатируются генераторы радона, каждый из которых содержит около 1 ГБк радия 226, накапливаемый объем радийсодержащих материалов достаточен для создания мощных промышленных генераторов радона. Использование низкоактивных твердых радийсодержащих материалов в генераторе радона повышает его радиационную безопасность и позволяет снизить требования к помещению, где размещается генератор радона, что ведет к снижению затрат при получении радона. Использование низкоактивных твердых радийсодержащих материалов в генераторе радона позволяет снизить требования к защитному кожуху генератора радона и использовать как основной метод защиты от излучения защиту расстоянием при размещении генератора радона в помещениях 3 класса радиационной опасности(Моисеев А.А., Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. Энергоатомиздат. 1990 г. с. 62), что также ведет к снижению затрат при получении радона. Дополнительным результатом от использования предлагаемого изобретения является исключение необходимости захоронения твердых низкоактивных радиоактивных отходов возникающих при нефтедобыче, что повышает радиационную безопасность на хранилищах радиоактивных отходов. Для подтверждения работоспособности установки пробу твердого гранулированного осадка из нефтяной трубы массой 92.5 г с содержанием радия-226 около 52 кБк/кг, что является характерной величиной для радиоактивных осадков при добыче нефти, поместили в емкость для измерения эксхаляции радона прибора Рамон. После суточной выдержки был измерен поток радона от этой пробы, который составил 10.3 Бк/с, что подтверждает работоспособность предлагаемого генератора радона. Таким образом,генератор предлагаемой конструкции позволяет осуществить получение радона. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Генератор радона, содержащий емкость с радиоактивным материалом,обеспеченную фильтром и размещенную внутри корпуса с впускным и выпускным клапанами, камеру накопления радона, источник инертного газа,вакуумный насос, отличающийся тем, что в качестве радиоактивного материала в нем используется природный твердый радий содержащий материал с концентрацией радия по отношению к урану выше равновесной.