СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАДИОСТРОНЦИЯ Российский патент 1998 года по МПК G21G1/10 C01F1/00 C01F11/00 

Изобретение относится к области радиохимии, получения и выделения радиоактивных изотопов для медицинских целей и, в частности, к способам получения и выделения чистого радиостронция (стронций-82 или 85), который широко применяется в медицине при диагностике ряда заболеваний с использованием позитронно-эмиссионной томографии.

Известен способ получения радиостронция [1] включающий облучение ускоренными протонами сравнительно тонких мишеней из хлорида рубидия и радиохимическое выделение из него радиостронция. Недостатками такого способа являются сложность технологии выделения радиостронция, недостаточная эффективность способа, коррозионное воздействие и радиационное разложение материала мишени.

Наиболее близким к изобретению является способ получения радиостронция [2] включающий облучение мишени из металлического рубидия потоком ускоренных заряженных частиц и последующее извлечение образовавшегося радиостронция из рубидия радиохимическими методами. Недостатками такого способа также являются сложность технологии выделения радиостронция и недостаточная эффективность способа его получения.

Задачей данного изобретения является повышение эффективности получения радиостронция и упрощение технологии его выделения за счет использования металлической рубидиевой мишени и сорбционых методов выделения радиостронция непосредственно из жидкого рубидия.

Указанная задача решается тем, что в способе получения радиостронция мишень расплавляют, а извлечение радиостронция осуществляют сорбцией на поверхности различных материалов, погружаемых в расплавленный металлический рубидий, причем в качестве сорбирующего материала используют термостойкие металлы или оксиды металлов или кремния, не взаимодействующие с рубидием. При этом температуру сорбента выбирают близкой к оптимальной для сорбции радиостронция из диапазона от температуры плавления металлического рубидия до 220^oC, а температуру расплавленного рубидия близкой к оптимальной для десорбции радиостронция из диапазона 220 270^oC.

На чертеже представлена температурная зависимость сорбции радиостронция различными материалами.

Способ заключается в следующем.

Мишень из металлического рубидия облучают потоком ускоренных заряженных частиц (например, протонами), а затем расплавляют. Радиостронций извлекают из мишени сорбцией на поверхности различных материалов, погружаемых в расплавленный металлический рубидий при различных температурах. В качестве сорбирующего материала используют термостойкие металлы или оксиды металлов или кремния, не взаимодействующие с рубидием (например, стекло, нержавеющую сталь, титан, никель, алюминий и др.). Температуру сорбента выбирают близкой к оптимальной для сорбции радиостронция из диапазона от температуры плавления металлического рубидия до 220^oC, а температуру расплавленного рубидия - близкой к оптимальной для десорбции радиостронция из диапазона 220 - 270^oC.

Сущность способа поясняется следующими примерами.

Пример 1. Для изучения сорбционных свойств различные материалы помещали в стеклянные бюксы и никелевые стаканы, заливали жидкий рубидий из расплавленной облученной мишени. Все бюксы термостатировались в боксе в токе нагретого гелия или электронагревателями при температуре 50^oC в течение 3 ч.

В качестве сорбентов исследовали следующие материалы: "термоксид-34" на основе ZrO₂, "термоксид-50" на основе TiO₂, "термоксид-230" на основе SnO₂, окись алюминия, вольфрам, ниобий, титан, молибден, нержавеющая сталь, стекло, медь, золото, цирконий.

По окончании эксперимента жидкий рубидий сливали, сорбент извлекали и с помощью Ge(Li)-детектора измеряли содержание стронция и рубидия в каждом образце. Содержание стронция определяли по изотопам Sr-82 (линии 776 и 511 кэВ) и Sr-83 (763 кэВ), а рубидия по изотопу Rb-84 (880 и 552 кэВ). Результаты некоторых экспериментов представлены в табл. 1.

Стронций-82 сорбируется в разной степени на всех материалах, при этом выход на пористых сорбентах превышает 98%
Пример 2. Радиостронций сорбируют на различных материалах с гладкой поверхностью при повышенной температуре жидкого рубидия. Для этого стаканы из различных материалов помещают в ячейки алюминиевого блока, один край блока нагревают электронагревателями, а противоположный охлаждают водой в канале блока. Температура в ячейках менялась от 125 до 308^oC. Была получена температурная зависимость сорбции для нержавеющей стали, никеля, титана и стекла. Продолжительность эксперимента составила 3 ч. Результаты представлены на чертеже.

Максимальный выход сорбции на многих материалах достигался при 150 - 170^oC и составлял, например, 96% для нержавеющей стали при 160^oC. Имеется и второй максимум по выходу стронция (около 300^oC или выше), однако проведение экспериментов при столь высокой температуре встречает технические сложности. При температуре 240 270^oC сорбция стронция была минимальна.

Пример 3. Радиостронций извлекают из мишени, содержащей расплавленный металлический рубидий, сорбцией на поверхности сорбента, температура которого поддерживалась иной, чем температура рубидия. При этом радиостронций сорбируется на поверхности различных материалов (в том числе и на стенках оболочки мишени из нержавеющей стали). Два стержня из никеля в качестве сорбента поочередно вводят внутрь расплавленного рубидия. Площадь поверхности каждого стержня составляет 3,8 см², а площадь внутренних стенок оболочки мишени 24,5 см². При этом температуру сорбента (стержней) поддерживают близкой к оптимальной для сорбции, а температуру мишени - оптимальной для десорбции со стенок оболочки. Стенки оболочки мишени нагревают до 255 275^oC, а стержень при этом охлаждают для поддержания температуры 122 130^oC, что соответствует минимальным и максимальным значениям сорбции соответственно для нержавеющей стали и никеля. Продолжительность сорбции на каждом стержне 14 ч. На поверхности первого стержня выделялось 79% а второго еще 16% что в сумме составило 95% стронция-82 за 28 ч сорбции.

Использование настоящего изобретения позволяет обеспечить повышение эффективности получения радиостронция и упрощение технологии его выделения за счет использования жидкометаллической рубидиевой мишени и сорбционных методов выделения радиостронция из рубидия.

Использование: в радиохимии для получения и выделения радиоактивных изотопов для медицинских целей. Сущность изобретения: способ получения радиостронция заключается в облучении мишени из металлического рубидия потоком ускоренных заряженных частиц, плавлении рубидия и извлечении образовавшегося радиостронция из рубидия сорбцией на поверхности различных материалов, погружаемых в расплавленный металлический рубидий. В качестве сорбирующего материала используют термостойкие металлы или оксиды металлов или кремния, не взаимодействующие с рубидием. При этом температуру сорбента выбирают близкой к оптимальной для сорбции радиостронция из диапазона от температуры плавления металлического рубидия до 220^oC, а температуру расплавленного рубидия - близкой к оптимальной для десорбции радиостронция из диапазона 220 - 270^oC. Способ позволяет обеспечить повышение эффективности получения радиостронция и упростить технологию его выделения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1. Способ получения радиостронция, включающий облучение мишени из металлического рубидия потоком ускоренных заряженных частиц и последующее извлечение образовавшегося радиостронция из рубидия, отличающийся тем, что мишень расплавляют, а извлечение радиостронция осуществляют сорбцией на поверхности различных материалов, погружаемых в расплавленный металлический рубидий, причем в качестве сорбирующего материала используют термостойкие металлы или оксиды металлов или кремния, невзаимодействующие с рубидием. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температуру сорбента выбирают близкой к оптимальной для сорбции радиостронция от температуры плавления металлического рубидия до 220^oС, а температуру расплавленного рубидия - близкой к оптимальной для десорбции радиостронция 220 270^oС.