用真空电渣炉生产低放射性本底金属材料的方法及其应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115216638A(43)申请公布日2022.10.21(21)申请号202210875834.1(22)申请日2022.07.25(71)申请人上海交通大学地址200030上海市徐汇区华山路1954号(72)发明人张涛刘江来(74)专利代理机构南京科知维创知识产权代理有限责任公司32270专利代理师梁珺(51)Int.Cl.C22B9/18(2006.01)C22B13/02(2006.01)C22B23/02(2006.01)C22B26/10(2006.01)C22B60/02(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称用真空电渣炉生产低放射性本底金属材料的方法及其应用(57)摘要本发明提供一种用真空电渣炉生产低放射性本底金属材料的方法及其应用，包括：选取原材料，所述原材料中关键放射性核素的放射性分别小于等于50mBq/kg，所述原材料包括：待熔炼金属原材料和电渣原材料；利用所述电渣原材料制取低放射性本底电渣；采用有机溶剂清洗真空电渣炉的内壁，所用有机溶剂需要通过放射性检测且检测结果合格，并移除残余的所述有机溶剂；于清洗后的所述真空电渣炉中，将所述待熔炼金属原材料制作为电极，放置所述低放射性本底电渣和所述电极，熔炼后获得所述金属；其中，所述低放射性本底电渣萃取所述待熔炼金属原材料中的关键放射性核素。CN115216638ACN115216638A权利要求书1/1页1.一种用真空电渣炉生产低放射性本底金属材料的方法，其特征在于，所述方法包括：（a）选取原材料，所述原材料中关键放射性核素的放射性分别小于等于50mBq/kg，所述原材料包括：待熔炼金属原材料和电渣原材料；（b）利用所述电渣原材料制取低放射性本底电渣；（c）采用有机溶剂清洗真空电渣炉的内壁，所用有机溶剂需要通过放射性检测且检测结果合格，并移除残余的所述有机溶剂；（d）于清洗后的所述真空电渣炉中，将所述待熔炼金属原材料制作为电极，放置所述低放射性本底电渣和所述电极，熔炼后获得所述金属；其中，所述（d）中，所述低放射性本底电渣萃取所述待熔炼金属原材料中的关键放射性核素。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述（a）中，所述待熔炼金属原材料由矿石直接制取得到，所述矿石选自天然矿石，且所述待熔炼金属原材料生产过程不得使用回收料。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述（a）中，所述电渣原材料至少包括电渣类金属，所述电渣类金属由矿石直接制取得到，且所述矿石选自天然矿石，且所述电渣类金属生产过程不得使用回收料。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述电渣类金属选自金属钙、金属镁、金属铝中的一种或者几种的组合；其中，金属钙、金属镁、金属铝的纯度分别不低于99.9%。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述（a）中，所述电渣原材料还包括二氧化硅，所述二氧化硅为合成高纯石英。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述（b）中，制取所述低放射性本底电渣包括：由所述金属钙制取氧化钙、氟化钙；由所述金属铝制取氧化铝；由所述金属镁制取氧化镁；以及混合所述氧化钙、所述氟化钙、所述氧化铝、所述氧化镁以及所述二氧化硅中的任意两种或者两种及以上形成混合物，熔炼所述混合物制取所述低放射性本底电渣。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述（a）中还包括：利用痕量检测设备，检测所述原材料中的关键放射性核素，所述关键放射性核素包括人造核素60Co、137Cs及天然核素238U、232Th、40K、226Ra、228Ra、228Ac、210Pb中的一种或者多种。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，60Co、137Cs含量小于等于10mBq/kg，40K含量小于等于50mBq/kg，238U含量小于等于50mBq/kg、232Th含量小于等于15mBq/kg。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，选取质量大于1kg的所述金属原材料进行所述关键放射性核素的放射性痕量检测。10.一种如权利要求1‑9中任一项所述的方法的应用，其特征在于，应用于电渣重熔工艺中萃取关键放射性核素。2CN115216638A说明书1/6页用真空电渣炉生产低放射性本底金属材料的方法及其应用技术领域[0001]本发明涉及金属冶炼领域与粒子物理稀有事例探测领域，具体涉及一种用真空电渣炉生产低放射性本底金属材料的方法，特别是一种金属中极痕量放射性杂质去除的方法，用于降低金属放射性本底，为稀有事例探测实验提供物质保障。背景技术[0002]中微子探测、暗物质探测为代表的稀有事例高能物理实验中，对所用材料的放射性本底要求极为苛刻，主要核素的放射性比活度不得超过1mBq/kg量级(Bq就是贝克勒尔(becquerel)，是放射性活度的国际单位；