Máy tạo đồng vị

Máy tạo đồng vị (ICG) không chỉ là nguồn bức xạ ion hóa năng lượng thấp (lên đến 2 MeV) ở bước sóng cố định mà còn là nguồn cung cấp các hoạt chất sinh học - đồng phân của iốt và các nguyên tố đất hiếm. Loại thứ hai được sử dụng rộng rãi trong y học (ví dụ, trong xạ trị khối u - để kiểm tra thêm những bệnh nhân đó, tăng độ chính xác, điều trị hiệu quả hơn), trong sinh thái học (để phát hiện các khu vực bị ô nhiễm) và các ngành công nghiệp khác cần nghiên cứu sản phẩm của phản ứng hạt nhân. Tuy nhiên, ưu điểm chính của việc sử dụng ICG là chi phí sản xuất và vận hành thấp, độ tin cậy cao, dễ sử dụng và dễ vận chuyển.

Máy tạo đồng vị là thiết bị phức tạp được thiết kế để tạo ra các đồng vị phóng xạ như uranium-235. Những thiết bị này đắt tiền và cần được chú ý đặc biệt trong quá trình vận hành. Dưới đây là tổng quan về thiết kế và nguyên lý hoạt động của các thiết bị đó:

Máy tạo đồng vị bao gồm một số lượng lớn các buồng chứa vật liệu phản ứng như zirconi hoặc uranium. Phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra bên trong các buồng, dẫn đến việc tạo ra các đồng vị hạt nhân mới. Những đồng vị này sau đó được chiếu xạ bằng neutron, khiến chúng bị phân hủy thành các phân tử nhẹ hơn. Một số đồng vị có thể được sử dụng trong sản xuất điện, trong khi những đồng vị khác có thể được sử dụng cho mục đích khoa học.

Một trong những loại máy tạo đồng vị phổ biến nhất là lò phản ứng tái sinh. Chúng là những hệ thống khép kín trong đó việc bắt giữ neutron nhanh đầu tiên xảy ra, sau đó các neutron này tương tác với hạt nhân uranium-238, hạt nhân này được chuyển đổi thành plutonium-239 và các đồng vị dẫn xuất khác. Quá trình này là cách hiệu quả nhất để tạo ra các hạt nguyên tử mới.

Một loại thiết bị khác được sử dụng để tạo ra chất phóng xạ là máy tạo ion hóa. Chúng hoạt động dựa trên phương pháp tách điện tích quán tính. Bản chất của quá trình là các hạt nặng đạt đến một tốc độ nhất định và sau đó được chia thành 2 chùm ở các đầu thế hệ khác nhau. Việc hai chùm tia này đi qua các lớp vật liệu khác nhau sẽ tạo ra các sản phẩm mới từ chúng.