Способ получения изотопночистого протактиния - 233

 

Использование: в области радиоаналитической химии актинидных элементов, в частности, к разработке способов выделения высокочистых радионуклидов без носителя по принципу изотопных генераторов. Сущность: для получения изотопночистого протактиния - 233 на ионообменную колонку сорбируют материнский радионуклид нептуний-237 , а затем осуществляют вымывание дочернего Ра - 233 минеральной кислотой. Сорбцию ведут на сильнокислотном катионите из 0,1 моль/л азотнокислого раствора, а десорбцию Ра раствором фтористоводородной кислоты до появления в элюате tr-активности, принадлежащей нептунию-237. Количественное определение и чистота выделенного Pj-233 осуществляется радиометрически поД или у-излучению и периоду полураспада. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 02 F 1/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4850099/26 (22) 10.07.90 (46) 30,11.92. Бюл, Nò 44 (71) Институт геохимии и аналитической химии им. В.И,Вернадского (72) Л,И.Гусева и Г.С.Тихомирова (56) Мс Cormack I.l. Crlpps F.Н., Wlblln М/.А. — Anal, Chirn. Acta, 1960, vol 22, N 5, р.

408 — 413. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОТОПНОЧИСТОГО ПРОТАКТИНИЯ-233 (57) Использование: в области радиоаналитической химии актинидных элементов, в частности. к разработке способов выделения высокочистых радионуклидов без носиИзобретение относится к радиоаналитический химии актинидных элементов, в частности к разработке способов выделения высокочистых радионуклидов без носи-. теля по принципу изотопных генераторов.

Целью изобретения является повышение степени чистоты и удельной активности изотопа, сокращение времени его получения и упрощение процесса путем создания изотопного генератора.

Для получения изотопночистого протактиния-233 на ионообменную колонку сорбируют материнский радионуклид нептуний-237, а затем осуществляют многократное вымывание дочернего Ра 233 небольшим обьемом минеральнои кислоты.

Сорбцию ведут на сильнокислотном катионите из 0:1 моль/л азо1нокислого раствора, а десорбцию Рп раствором 1.0-2,5.10 моль/л фтористоводородной кислоты прН скорости эл оировлния 0.3-1.0 мл/мин до!

Ы 1778076 А1 теля по принципу изотопных генераторов, Сущность: для получения изотопночистого протактиния — 233 на ионообменную колонку сорбируют материнский радионуклид нептуний-237, а затем осуществляют вымывание дочернего Ра — 233 минеральной кислотой. Сорбцию ведут на сильнокислотном катионите из 0,1 моль/л азотнокислого раствора, а десорбцию Ра раствором фтористоводородной кислоты до появления в элюате а-активности, принадлежащей нептунию-237. Количественное определение и чистота выделенного Ра-233 осуществляется радиометрически по j3 или у-излучению и периоду полураспада. 1 табл. появления в элюате а-активности, принадлежащей нептунию-237. Количественное определение и чистота выделенного Ра-233 осуществляется радиометрически по Р или у-излучению и периоду полураспада.

В таблице приведены результаты исследований по влиянию концентрации фтористоводородной кислоты на коэффициенты распределения Гчр и Ра на катионите Дауэкс-50 х 8 и объем элюента, в котором вымывается более 80 jo протактиния с колонки размером 0,4 х 6 см, а также содержание

Np-237 во фракции Ра и скорость элюирования.

Из таблицы следует, что для вымывания протактиния наиболее целесообразно в качестве элюента использовать растворы фтористоводородной кислоты с концентрацией

1,0 10 -2,5.10 моль/л, поскольку в таких растворах достигается максимальная разница в коэффициентах распределения Np u

1778076

Ра, что обеспечивает возможность многократного вымывания последнего в минимальном объеме элюента с высокой удельной активностью и с высокой степенью чистоты. Изменение скорости элюирования в интервале 0,3 — 1 мл/мин не влияет на выход и чистоту выделяемого Ра и обеспечивает также экспрессность метода.

Пример, 600 мг воздушно-сухого катионита КУ-2 зернением 0,25-0,5 мм помещают в колонку из стекла размером 0,5 х

6 см и промывают 5 мл раствора 10 моль/л

-з фтористоводородной кислоты. В верхнюю часть колонки сорбируют 3,5 мг Np из 0,5

237 мл НИОз с концентрацией 0.1 моль/л. Суммарная активность сорбированного нептуния составляет 8,7 10 расп/100".

Для вымывания протактиния-233 через колонку пропускают 3 мл раствора 10 моль/л HF со скоростью 0,5 мл/мин. Затем колонку промывают 1 — 2 моль HzO и оставляют генератор в воде для накопления:и следующего вымывания протактиния. Количественное определение Ра-233 производят радиометрически по у -излучению. Содержание Ра составляло 90 g, от накопленного.

Отсутствие а-активности в растворе свидетельствует о высокой степени очистки протактиния от нептуния (1 10 ).

После многократного (100 раз) вымывания Ра-233 с колонки с различными интервалами времени (3, 7, 15, 30 дн и т.д.) в течение 12.мес содержание а-активности

Np-237 во фракции протактиния составляло

<10

Фтористоводородная кислота является наиболее подходящей средой для хранения и использования протактиния в различных химических операциях, а применение разбавленных растворов HF позволяет использовать при работе стеклянную. посуду (колонки, сборники), Способ получения изотопночистого Ра233 из его материнского радионуклида Np237 по принципу изотопного генератора имеет ряд несравненных преимуществ: простота выделения Ра-233 путем его непрерывного вымывания, элюирования с катионообменной колонки, на которой сорбирован Np-237, в то время как при выделе5 нии Ра из облученного материала применяется сложный многоступенчатый процесс, включающий методы осаждения, экстракцию и ионный обмен; значительное сокращение времени вы10 деления Ра от нескольких часов(из облученного Th) до нескольких минут предлагаемым способом; при использовании генератора достигается возможность выделения изотопно-чис15 того Ра-233 с высокой степенью его очистки (10 -10 ) от материнского радионуклида Np237; При получении Ра-233 путем облучения

Th 232 возможно образование Ра-231, т.е. выделение изотопно-чистого Ра-233 в этом

20 случае не гарантировано. Кроме того, при выделении Ра из облученного материала необходимо проводить его отделение от Th, U и, что самое главное, от высокорадиоактивных продуктов деления, которые остаются

25 во фракции Ра даже после тщательной очистки; вымывание Ра-233 с генератора производят многократно, по мере его накопления, в то время как из облученного Th возможно

30 лишь одноразовое выделение Pa., Формула изобретения

Способ получения изотопночистого протактиния-233 сорбцией исходного продукта на ионообменнике с последующейде35 сорбцией целевого продукта раствором минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты и удельной активности изотопа, сокращения времени его получении и упрощения

40 процесса путем создания изотопного генератора, сорбцию исходного продукта радионуклида Np-237 ведут на сильнокислотном катионите иэ азотнокислого раствора, адсорбцию Ра-233 многократно осуществляют

45 раствором 1,0-25 10з моль/л фтористоводородной кислоты при элюировании 0,3-1,0 мл/мин, до появления в элюате а-активности.

1778076. Составитель Л.Гусева

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор Н.Ревская

Заказ 4160 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издя1ельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Коэффициенты распределения Np и Ра между катионитом Дауэкс-50х8 и растворами NF различной концентрации и вымывание Ра с колонки 0,4хб см