СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ РАДИООЛОВА В СОСТОЯНИИ БЕЗ НОСИТЕЛЯ ИЗ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА Ti-Sb (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2010 года по МПК G21G1/00 

Изобретение относится к области ядерной технологии и радиохимии, а именно получения и выделения радиоактивных изотопов для медицинских целей. В частности, изобретение касается технологии химического выделения радиоолова (например, ^117mSn) в состоянии без носителя, которое перспективно для использования в качестве радиоактивной метки органических соединений и биологических объектов, предназначенных для радиотерапии многих болезней.

Известен способ выделения олова [Leblond A.M., Boulin R. Dosage de l′etain dans les métaux ferreux. Méthode spectrophotométrique á la phénylfluorone, Chim. analyt, vol.50, pp.171-177, 1968] из сталей, содержащих титан, сурьму, ванадий и другие элементы в качестве добавок, включающий растворение образца в смеси растворов хлорной и серной кислот, экстракцию олова бензолом и последующую ре-экстракцию разбавленным раствором серной кислоты.

Поскольку этот способ направлен только на спектрофотометрическое определение олова, он не обеспечивает высокой химической чистоты олова, особенно радиоолова, присутствующего в микроколичестве, выделяемого из смеси макрокомпонентов Sb и Ti, а также радионуклидов теллура, индия, ванадия и скандия, образующихся при облучении Ti-Sb мишени ускоренными заряженными частицами.

Известен также способ выделения радиоолова в состоянии без носителя [Mausner L.F. et al. Nuclear data for production of Sn-117m for biomedical application, J. Radiation Effects, vol. 94, pp.59-63, 1986] из мишеней, содержащих природную или обогащенную металлическую сурьму, облученную потоком ускоренных заряженных частиц, включающий растворение облученной металлической сурьмы и последующее извлечение радиоолова в состоянии без носителя из раствора с использованием осаждения теллура с помощью SO₂ и разделением на анионообменной колонке в растворах соляной и хлорной кислот.

Недостатком способа является то, что он не обеспечивает очистки выделяемого олова от титана, поэтому не позволяет перерабатывать титаносодержащие материалы. Также недостатком способа является невысокий уровень радионуклидной чистоты, так как радиохимическая процедура выделения ^117mSn разработана для измерения сечений образования радионуклидов, а не для получения медицинского продукта.

Наиболее близким техническим решением является способ выделения радиоолова в состоянии без носителя [Жуйков Б.Л. и др. Способ получения радиоолова в состоянии без носителя и мишень для его осуществления (варианты), Патент РФ №2313838, опубл. БИ №36, 2007 г.], включающий растворение облученного потоком ускоренных заряженных частиц образца, содержащего природную или обогащенную металлическую сурьму, последующую экстракцию сурьмы дибутиловым эфиром при интенсивном перемешивании полученной смеси и отстаивании до разделения на водную и органическую фазы, отделение органической фазы, хроматографическую очистку радиоолова гидратированным диоксидом кремния (SiO₂·хН₂О) путем адсорбции радиоолова в состоянии без носителя на поверхности гидратированного диоксида кремния и последующую десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния, например, минеральной кислотой с содержанием ионов водорода в интервале 5-7 моль/л.

Недостатком способа является то, что он позволяет перерабатывать только облученную металлическую сурьму. Однако металлическая сурьма обладает низкой теплопроводностью, невысокой температурой плавления и большим давлением паров, что ограничивает максимально возможный ток заряженных частиц несколькими десятками мкА (в зависимости от толщины мишени, материала оболочки и способа охлаждения, а также геометрии пучка).

Значительное повышение производительности получения радиоолова в состоянии без носителя возможно, если вместо сурьмы использовать более температуроустойчивый материал, такой как интерметаллид Ti-Sb [Murray J.L. Binary Alloy Phase Diagrams, Second Edition, Ed. T.B. Massalski, ASM International, Materials Park, Ohio (1990) 3, P.3311-3312; Nowotny H., Pesl J. Untersuchungen im System Titan-Antimon. Monatshefte für Chemie, B.82, s.336-343, 1951].

Техническим результатом данного изобретения является увеличение выхода радионуклидов (например, ^117mSn) путем облучения массивных мишеней с повышенной термической устойчивостью высоким током заряженных частиц и выделения радиоолова в состоянии без носителя из облученного Ti-Sb, в котором после облучения ускоренными заряженными частицами присутствуют также другие мешающие компоненты, в частности, радионуклиды теллура, индия, скандия и ванадия.

Технический результат достигается тем, что в способе выделения радиоолова в состоянии без носителя, включающем растворение облученного потоком ускоренных заряженных частиц образца, содержащего природную или обогащенную металлическую сурьму, последующую экстракцию сурьмы дибутиловым эфиром при интенсивном перемешивании полученной смеси и отстаивании до разделения на водную и органическую фазы, отделение органической фазы, хроматографическую очистку радиоолова гидратированным диоксидом кремния (SiO₂·хН₂О) путем адсорбции радиоолова в состоянии без носителя на поверхности гидратированного диоксида кремния и последующую десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния минеральной кислотой с содержанием ионов водорода в интервале 5-7 моль/л, в отличие от прототипа радиоолово выделяют из облученного интерметаллида Ti-Sb, при этом Ti-Sb кипятят в концентрированной HCl, взятой в 6-10-кратном мольном избытке, в отделенный от нерастворенного остатка раствор добавляют Н₂О₂, затем разрушают избыток Н₂О₂ путем нагревания раствора, оставшуюся часть Ti-Sb растворяют в концентрированной HCl с добавлением концентрированной HNO₃ в количестве не менее 1:20 от объема HCl, а образовавшийся белый осадок отделяют фильтрованием, далее в объединенном растворе доводят концентрацию по HCl до 9-12 моль/л и концентрацию по сурьме до 0,1-0,6 моль/л и добавляют дибутиловый эфир, насыщенный 9-12 М раствором HCl, причем соотношение объемов раствора Ti-Sb и насыщенного HCl дибутилового эфира берут в интервале 1:1-1:1,5, затем оставшуюся после экстракции сурьмы водную фазу доводят до концентрации 5-7 моль/л по HCl и добавляют в нее Н₂О₂, причем мольное соотношение Н₂О₂:Ti берут в интервале 1:1-1,5:1, далее полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную сильноосновной анионообменной смолой, адсорбируют радиоолово в состоянии без носителя на поверхности смолы и затем отмывают смолу от титана и радиоизотопов индия и скандия раствором 5-7 М HCl и десорбируют радиоолово в состоянии без носителя со смолы раствором 1-4 М HNO₃, далее в полученный десорбат добавляют цитрат щелочного металла (соль лимонной кислоты) в количестве, при котором концентрация цитрат-ионов в растворе составляет не менее 0,5 моль/л и превышает концентрацию оставшейся в водной фазе сурьмы не менее чем в 5 раз, затем в полученном растворе нейтрализуют избыток ионов водорода щелочью до достижения величины рН в интервале 4,5-6,0, далее полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную гидратированным диоксидом кремния, и после адсорбции радиоолова в состоянии без носителя на поверхности гидратированного диоксида кремния гидратированный диоксид кремния промывают от следов сурьмы и радиоизотопов теллура и ванадия раствором цитрата щелочного металла с рН в интервале 4,5-6,0 и затем водой с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 4,5-6,0 с последующей десорбцией радиоолова в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния раствором минеральной кислоты.

Кроме того, остаток Ti-Sb, не растворившийся после первого кипячения в концентрированной HCl, используют для повторного растворения в свежей порции кипящей концентрированной HCl еще не менее 1-2 раз, оставшуюся после экстракции сурьмы водную фазу используют для повторной экстракции сурьмы еще не менее 2-4 раз, высота слоя сильноосновной анионообменной смолы в хроматографической колонке находится в пределах от 5 до 15 см, а диаметр - в пределах от 0,5 до 1,5 см, причем хроматографическую колонку заполняют сильноосновной анионообменной смолой с размером зерен в интервале 0,03-0,4 мм и сильноосновную анионообменную смолу промывают раствором HCl объемом 50-200 мл, а десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с сильноосновной анионообменной смолы производят раствором HNO₃, нагретым до температуры 30-100°С, объемом 20-50 мл, причем нейтрализацию избытка ионов водорода щелочью ведут до достижения величины рН в интервале 5,4-5,6, высота слоя гидратированного диоксида кремния в хроматографической колонке находится в пределах от 5 до 15 см, а диаметр - в пределах от 0,5 до 1,5 см, хроматографическую колонку заполняют гидратированным диоксидом кремния с размером зерен в интервале 0,05-0,4 мм, гидратированный диоксид кремния промывают раствором цитрата щелочного металла объемом 20-70 мл с рН в интервале 5,4-5,6 и водой объемом 30-100 мл с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 5,4-5,6, а на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния десорбцию производят раствором минеральной кислоты объемом 5-20 мл, причем десорбат, полученный на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния, используют для повторной хроматографической очистки еще не менее 1-2 раз.

Технический результат достигается также тем, что в способе выделения радиоолова в состоянии без носителя, включающем растворение облученного потоком ускоренных заряженных частиц образца, содержащего природную или обогащенную металлическую сурьму, последующую экстракцию сурьмы дибутиловым эфиром при интенсивном перемешивании полученной смеси и отстаивании до разделения на водную и органическую фазы, отделение органической фазы, хроматографическую очистку радиоолова гидратированным диоксидом кремния (SiO₂·хН₂О) путем адсорбции радиоолова в состоянии без носителя на поверхности гидратированного диоксида кремния и последующую десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния, в отличие от прототипа радиоолово выделяют из облученного интерметаллида Ti-Sb, при этом Ti-Sb кипятят в концентрированной HCl, взятой в 6-10-кратном мольном избытке, в отделенный от нерастворенного остатка раствор добавляют Н₂О₂, затем разрушают избыток Н₂О₂ путем нагревания раствора, оставшуюся часть Ti-Sb растворяют в концентрированной HCl с добавлением концентрированной HNO₃ в количестве не менее 1:20 от объема HCl, а образовавшийся белый осадок отделяют фильтрованием, далее в объединенном растворе доводят концентрацию по HCl до 9-12 моль/л и концентрацию по сурьме до 0,1-0,6 моль/л и добавляют дибутиловый эфир, насыщенный 9-12 М раствором HCl, причем соотношение объемов раствора Ti-Sb и насыщенного HCl дибутилового эфира берут в интервале 1:1-1:1,5, затем в оставшейся после экстракции сурьмы дибутиловым эфиром водной фазе доводят кислотность до 1-3 моль/л и осаждают соединения титана путем нагревания раствора, далее в отфильтрованный раствор добавляют цитрат щелочного металла (соль лимонной кислоты) в количестве, при котором концентрация цитрат-ионов в растворе составляет не менее 0,5 моль/л и превышает концентрацию оставшейся в водной фазе сурьмы не менее чем в 5 раз, затем в полученном растворе нейтрализуют избыток ионов водорода щелочью до достижения величины рН в интервале 4,5-6,0, далее полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную гидратированным диоксидом кремния, и после адсорбции радиоолова в состоянии без носителя гидратированным диоксидом кремния гидратированный диоксид кремния промывают от следов сурьмы, частично от титана, а также от радиоизотопов теллура, индия, скандия и ванадия раствором цитрата щелочного металла с рН в интервале 4,5-6,0 и затем водой с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 4,5-6,0, далее десорбируют радиоолово в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния раствором HClO₄ концентрацией 5-7 моль/л, затем десорбат доводят до концентраций 4-6 М по HClO₄, 0,5-1,5 М по H₂SO₄ и 0,5-1 М по KI путем добавления соответствующих компонентов, разбавления водой или упаривания, затем в раствор добавляют бензол или толуол или хлороформ, насыщенные смесью растворов кислот 4-6 М HClO₄ и 0,5-1,5 М H₂SO₄, причем соотношение объемов водного раствора и бензола или толуола или хлороформа берут в интервале 4:1-2:1, полученную смесь интенсивно перемешивают, отстаивают до разделения на водную и органическую фазы и отделяют водную фазу, далее в оставшуюся после экстракции органическую фазу для ре-экстракции радиоолова без носителя добавляют 0,5-2 М раствор HCl, причем соотношение объемов 0,5-2 М раствора HCl и органической фазы берут в интервале 4:1-2:1, полученную смесь интенсивно перемешивают, отстаивают до разделения на водную и органическую фазы, отделяют органическую фазу, и затем в оставшуюся после ре-экстракции радиоолова в состоянии без носителя водную фазу добавляют цитрат щелочного металла (соль лимонной кислоты) в количестве, при котором концентрация цитрат-ионов в растворе составляет не менее 0,5 моль/л и превышает концентрацию оставшейся в водной фазе сурьмы не менее чем в 5 раз, далее в полученном растворе нейтрализуют избыток ионов водорода щелочью до достижения величины рН в интервале 4,5-6,0, полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную гидратированным диоксидом кремния, и после адсорбции радиоолова в состоянии без носителя гидратированным диоксидом кремния гидратированный диоксид кремния промывают от следов сурьмы, радиоизотопов теллура и ванадия раствором цитрата щелочного металла с рН в интервале 4,5-6,0 и затем водой с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 4,5-6,0, далее десорбируют радиоолово в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния минеральной кислотой с содержанием ионов водорода в интервале 5-7 моль/л.

Кроме того, нейтрализацию избытка ионов водорода щелочью ведут до достижения величины рН в интервале 5,4-5,6, высота слоя гидратированного диоксида кремния в хроматографической колонке находится в пределах от 5 до 15 см, а диаметр - в пределах от 0,5 до 1,5 см, причем хроматографическую колонку заполняют гидратированным диоксидом кремния с размером зерен в интервале 0,05-0,4 мм, гидратированный диоксид кремния промывают раствором цитрата щелочного металла объемом 20-70 мл с рН в интервале 5,4-5,6 и водой объемом 30-100 мл с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 5,4-5,6, причем на стадии первой хроматографической очистки десорбцию производят раствором HClO₄ объемом 5-40 мл, экстракцию бензолом, толуолом или хлороформом проводят путем интенсивного перемешивания фаз в течение 20-100 секунд, затем разделяют водную и органическую фазы после 2-10 минут отстаивания, а на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния десорбцию производят раствором минеральной кислоты объемом 5-20 мл и десорбат, полученный на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния, используют для повторной хроматографической очистки еще не менее одного раза.

Сущность изобретения поясняется схемами на Фиг.1 и 2, на которых изображены последовательности операций для двух вариантов выделении радиоолова без носителя из интерметаллида Ti-Sb, облученного потоком ускоренных заряженных частиц.

Осуществление заявленного способа выделения радиоолова в состоянии без носителя из интерметаллида Ti-Sb поясняется следующими примерами.

Пример 1

Облученный протонами образец интерметаллида Ti-Sb массой 49 г помещают в колбу с обратным холодильником, добавляют 150 мл концентрированной (36 мас.%) HCl и кипятят в течение 7 часов. Полученный раствор декантируют в емкость для исходного раствора, а к остатку образца Ti-Sb снова добавляют 150 мл концентрированной HCl. Повторяют операцию еще 2 раза. Меньшее число стадий кипячения, чем 2, не обеспечивает достаточно полного растворения, а большее, чем 3 - приводит к удлинению переработки и увеличению объемов раствора, а полнота растворения увеличивается незначительно. В емкость для исходного раствора добавляют, перемешивая, по каплям 25-30 мл 30% Н₂О₂, затем разрушают избыток Н₂О₂ путем нагревания раствора в течение часа. Остаток Ti-Sb растворяют в 150 мл концентрированной HCl с постепенным добавлением ~ 1/7 объема концентрированной (56 мас.%) HNO₃. Затем полученный раствор осторожно упаривают для удаления следов азотной кислоты и фильтруют, собирая фильтрат в емкость для исходного раствора. Суммарный объем исходного раствора составляет 570-600 мл.

Концентрацию HCl в рабочем растворе доводят до 10 М, при этом его объем увеличивается до 1350-1400 мл. Насыщают дибутиловый эфир соляной кислотой путем энергичного встряхивания равных объемов дибутилового эфира и 10 моль/л HCl в течение 5 минут и добавляют в полученный водный раствор. Для проведения экстракции сурьмы берут равные объемы водной и органической фаз. Проводят 4 стадии экстракции. Меньшее число стадий экстракции, чем 3, значительно ухудшает очистку от сурьмы, а большее, чем 5 - приводит к потерям олова и удлинению переработки, а очистка улучшается незначительно. Время каждой стадии экстракции (при интенсивном барботировании воздухом) составляет 5 минут. Полное разделение фаз, полноту которого контролируют визуально, продолжают 30 минут.

В водную фазу после экстракции сурьмы добавляют 500 мл воды и, перемешивая, по каплям 40 мл 30% Н₂О₂ и пропускают полученный раствор через хроматографическую колонку, заполненную сильноосновной анионообменной смолой AG 1×8, со скоростью 1-2 мл/мин. Размеры колонки выбирают следующие: высота 12 см и диаметр 1 см, колонку заполняют сорбентом с размером гранул 0,15-0,2 мм. Адсорбируют радиоолово и отмывают смолу от титана и радиоизотопов индия и скандия 70 мл 6 М HCl. Десорбируют радиоолово со смолы 30 мл 2 М HNO₃, нагретой до 60-70°С. При использовании раствора HNO₃ комнатной температуры эффективность десорбции радиоолова значительно снижается.

В полученный десорбат добавляют расчетное количество цитрата натрия Na₃Cit, чтобы получить концентрацию цитрат-ионов, равную 0,5 моль/л. Затем раствор нейтрализуют с помощью NaOH до рН 5,5 и пропускают через хроматографическую колонку, заполненную силикагелем (гидратированным SiO₂), со скоростью 0,3-0,4 мл/мин. Размеры колонки выбирают следующие: высота 7 см и диаметр 0,5 см, колонку заполняют силикагелем с размером гранул 0,1-0,2 мм. Адсорбируют радиоолово и промывают колонку последовательно 40 мл 0,5 моль/л раствора цитрата натрия и 30 мл воды подкисленной лимонной кислотой. Значения рН обоих промывных растворов устанавливают равными 5,5. Десорбируют радиоолово с колонки с помощью 15 мл 6 моль/л HCl и еще раз повторяют стадию хроматографической очистки на силикагеле.

Выход радиоолова (^117mSn) составляет 82-85%, радионуклидная чистота >99.6% (без учета ¹¹³Sn на 18 день после окончания облучения).

Пример 2

Облученный протонами образец интерметаллида Ti-Sb массой 44 г делят на две равные части (для опробования разных вариантов растворения), каждую часть помещают в колбу с обратным холодильником. В первой колбе растворяют Ti-Sb в 100 мл концентрированной (36 мас.%) HCl при нагревании с постепенным добавлением концентрированной (56 мас.%) HNO₃. Спустя 1-2 часа скорость растворения заметно снижается, в растворе начинает образовываться белая взвесь, которая затем оседает, покрывая дно колбы и образец Ti-Sb. Образовавшаяся в результате оксидная пленка, покрывающая частицы Ti-Sb, препятствует его дальнейшему растворению.

Во вторую колбу добавляют 100 мл концентрированной (36 мас.%) HCl и кипятят в течение 6 часов. Полученный раствор густо фиолетового цвета декантируют в емкость для исходного раствора, а к остатку образца Ti-Sb добавляют свежую порцию концентрированной HCl объемом 70 мл, еще раз кипятят в течение 6 часов и декантируют полученный раствор в емкость для исходного раствора. Затем туда же добавляют, перемешивая, по каплям 10 мл 30% Н₂О₂ (цвет раствора изменяется на коричневый), затем разрушают избыток Н₂О₂ путем нагревания раствора в течение часа до изменения цвета раствора на желтый. Остаток Ti-Sb растворяют в 50 мл концентрированной HCl с постепенным добавлением ~ 1/7 объема концентрированной (56 мас.%) HNO₃. Затем полученный раствор осторожно упаривают для удаления следов азотной кислоты и фильтруют, собирая фильтрат в емкость для исходного раствора. Суммарный объем исходного раствора составляет 210-220 мл.

Концентрацию HCl в рабочем растворе доводят до 10 М, при этом его объем увеличивается до 560-580 мл. Насыщают дибутиловый эфир соляной кислотой путем энергичного встряхивания равных объемов дибутилового эфира и 10 моль/л HCl в течение 5 минут и добавляют в полученный водный раствор. Для проведения экстракции сурьмы берут равные объемы водной и органической фаз. Проводят 3 стадии экстракции. Время каждой стадии экстракции (при интенсивном барботировании воздухом) составляет 10 минут. Полное разделение фаз, полноту которого контролируют визуально, продолжают 40 минут.

Водную фазу после экстракции сурьмы упаривают до 200-220 мл, доводят кислотность до 2 моль/л и осаждают титан в виде гидроксидов и гидроксохлоридов путем кипячения в течение 7-9 часов, осадок отфильтровывают, в фильтрат добавляют цитрат натрия Na₃Cit до достижения концентрации цитрат-ионов 0,5 моль/л. Затем раствор нейтрализуют с помощью NaOH до рН 5,5 и пропускают через хроматографическую колонку, заполненную силикагелем (гидратированным SiO₂), со скоростью ~1 мл/мин. Размеры колонки выбирают следующие: высота 15 см и диаметр 1,2 см, колонку заполняют силикагелем с размером гранул 0,2-0,3 мм. Адсорбируют радиоолово и промывают колонку последовательно 60 мл 0,5 моль/л раствора цитрата натрия и 60 мл воды, подкисленной лимонной кислотой. Значения рН обоих промывных растворов устанавливают равными 5,5. Десорбируют радиоолово с колонки с помощью 30 мл 6 моль/л HClO₄, в десорбат добавляют KI и H₂SO₄ до получения концентраций 4,5 М по HClO₄, 1 М по H₂SO₄ и 1 М по KI, затем в полученный раствор добавляют 15 мл бензола, насыщенного смесью растворов кислот 4,5М HClO₄ и 1 М H₂SO₄, полученную смесь интенсивно перемешивают в течение 40 секунд, отстаивают до разделения на водную и органическую фазы в течение 3 минут и отделяют водную фазу. В оставшуюся после экстракции органическую фазу, содержащую радиоолово без носителя, добавляют 40 мл 1 М раствора HCl, полученную смесь интенсивно перемешивают в течение 4 минут, отстаивают до разделения на водную и органическую фазы в течение 10 минут и отделяют органическую фазу.

В водную фазу после ре-экстракции радиоолова добавляют цитрат натрия Na₃Cit до достижения концентрации цитрат-ионов 0,5 моль/л. Затем раствор нейтрализуют с помощью NaOH до рН 5,5 и пропускают через хроматографическую колонку, заполненную силикагелем (гидратированным SiO₂), со скоростью 0,3-0,4 мл/мин. Размеры колонки выбирают следующие: высота 7 см и диаметр 0,5 см, колонку заполняют силикагелем с размером гранул 0,1-0,2 мм. Адсорбируют радиоолово и промывают колонку последовательно 40 мл 0,5 моль/л раствора цитрата натрия и 30 мл воды, подкисленной лимонной кислотой. Значения рН обоих промывных растворов устанавливают равными 5,5. Наконец, десорбируют радиоолово с колонки с помощью 10 мл 6 моль/л HCl.

Выход радиоолова (^117mSn) составляет 75-78%, радионуклидная чистота >99.2% (без учета ¹¹³Sn на 20 день после окончания облучения).

Таким образом, использование настоящего изобретения предоставляет возможность высокопроизводительного выделения из массивных мишеней, изготовленных из интерметаллида Ti-Sb и облученных потоком ускоренных заряженных частиц, радиоолова в состоянии без носителя с целью его дальнейшего использования для радионуклидной терапии костного рака, сердечно-сосудистых и других заболеваний. Способ обеспечивает очистку от сурьмы и титана в 5·10⁵ - 2·10⁶ раз и выше. Радионуклидная чистота ^117mSn (без учета ¹¹³Sn), достигаемая на определенную дату после облучения, составляет 99% и выше.

Изобретение относится к области ядерной технологии и радиохимии и предназначено для получения и выделения радиоактивных изотопов для медицинских целей. Сущность изобретения: выделение радиоолова в состоянии без носителя из интерметаллида Ti-Sb, облученного потоком ускоренных заряженных частиц заключается в том, что Ti-Sb растворяют сначала в кипящей концентрированной HCl, затем в концентрированной HCl с добавлением концентрированной HNO₃. Далее сурьму экстрагируют дибутиловым эфиром, а в оставшуюся водную фазу добавляют Н₂О₂ и раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную сильноосновной анионообменной смолой, сорбирующую радиоолово, затем смывают титан и радиоизотопы индия и скандия раствором HCl, а радиоолово в состоянии без носителя десорбируют со смолы раствором HNO₃. Другой вариант очистки от титана заключается в экстракции радиоолова бензолом в виде иодида. Окончательную очистку радиоолова проводят путем хроматографии на гидратированном диоксиде кремния в цитратном растворе, причем следы сурьмы, радиоизотопы теллура и ванадия проходят через колонку, а олово затем смывают минеральной кислотой. Техническим результатом изобретения является: высокий выход выделения радиоолова в состоянии без носителя из интерметаллида Ti-Sb, облученного потоком ускоренных заряженных частиц. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ выделения радиоолова в состоянии без носителя, включающий растворение облученного потоком ускоренных заряженных частиц образца, содержащего природную или обогащенную металлическую сурьму, последующую экстракцию сурьмы дибутиловым эфиром при интенсивном перемешивании полученной смеси и отстаивании до разделения на водную и органическую фазы, отделение органической фазы, хроматографическую очистку радиоолова гидратированным диоксидом кремния (SiO₂·xH₂O) путем адсорбции радиоолова в состоянии без носителя на поверхности гидратированного диоксида кремния и последующую десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния минеральной кислотой с содержанием ионов водорода в интервале 5-7 моль/л, отличающийся тем, что радиоолово выделяют из облученного интерметаллида Ti-Sb, при этом Ti-Sb кипятят в концентрированной HCl, взятой в 6-10-кратном мольном избытке, в отделенный от нерастворенного остатка раствор добавляют Н₂О₂, затем разрушают избыток Н₂О₂ путем нагревания раствора, оставшуюся часть Ti-Sb растворяют в концентрированной HCl с добавлением концентрированной HNO₃ в количестве не менее 1:20 от объема HCl, а образовавшийся белый осадок отделяют фильтрованием, далее в объединенном растворе доводят концентрацию по HCl до 9-12 моль/л и концентрацию по сурьме до 0,1-0,6 моль/л и добавляют дибутиловый эфир, насыщенный 9-12 М раствором HCl, причем соотношение объемов раствора Ti-Sb и насыщенного HCl дибутилового эфира берут в интервале 1:1-1:1,5, затем оставшуюся после экстракции сурьмы водную фазу доводят до концентрации 5-7 моль/л по HCl и добавляют в нее Н₂О₂, причем мольное соотношение H₂O₂:Ti берут в интервале 1:1-1,5:1, далее полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную сильноосновной анионообменной смолой, адсорбируют радиоолово в состоянии без носителя на поверхности смолы и затем отмывают смолу от титана и радиоизотопов индия и скандия раствором 5-7 М HCl и десорбируют радиоолово в состоянии без носителя со смолы раствором 1-4 М HNO₃, далее в полученный десорбат добавляют цитрат щелочного металла (соль лимонной кислоты) в количестве, при котором концентрация цитрат-ионов в растворе составляет не менее 0,5 моль/л и превышает концентрацию оставшейся в водной фазе сурьмы не менее чем в 5 раз, затем в полученном растворе нейтрализуют избыток ионов водорода щелочью до достижения величины рН в интервале 4,5-6,0, далее полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную гидратированным диоксидом кремния, и после адсорбции радиоолова в состоянии без носителя на поверхности гидратированного диоксида кремния гидратированный диоксид кремния промывают от следов сурьмы и радиоизотопов теллура и ванадия раствором цитрата щелочного металла с рН в интервале 4,5-6,0 и затем водой с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 4,5-6,0 с последующей десорбцией радиоолова в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния раствором минеральной кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что остаток Ti-Sb, не растворившийся после первого кипячения в концентрированной HCl, используют для повторного растворения в свежей порции кипящей концентрированной HCl еще не менее 1-2 раз.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что оставшуюся после экстракции сурьмы водную фазу используют для повторной экстракции сурьмы еще не менее 2-4 раз.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что высота слоя сильноосновной анионообменной смолы в хроматографической колонке находится в пределах от 5 до 15 см, а диаметр - в пределах от 0,5 до 1,5 см.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что хроматографическую колонку заполняют сильноосновной анионообменной смолой с размером зерен в интервале 0,03-0,4 мм.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что сильноосновную анионообменную смолу промывают раствором HCl объемом 50-200 мл.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с сильноосновной анионообменной смолы производят раствором HNO₃ объемом 20-50 мл.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с сильноосновной анионообменной смолы производят раствором HNO₃, нагретым до температуры 30-100°С.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию избытка ионов водорода щелочью ведут до достижения величины рН в интервале 5,4-5,6.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что высота слоя гидратированного диоксида кремния в хроматографической колонке находится в пределах от 5 до 15 см, а диаметр - в пределах от 0,5 до 1,5 см.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что хроматографическую колонку заполняют гидратированным диоксидом кремния с размером зерен в интервале 0,05-0,4 мм.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратированный диоксид кремния промывают раствором цитрата щелочного металла объемом 20-70 мл с рН в интервале 5,4-5,6.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что гидратированный диоксид кремния промывают водой объемом 30-100 мл с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 5,4-5,6.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния десорбцию производят раствором минеральной кислоты объемом 5-20 мл.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбат, полученный на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния, используют для повторной хроматографической очистки еще не менее 1-2 раз.

16. Способ выделения радиоолова в состоянии без носителя, включающий растворение облученного потоком ускоренных заряженных частиц образца, содержащего природную или обогащенную металлическую сурьму, последующую экстракцию сурьмы дибутиловым эфиром при интенсивном перемешивании полученной смеси и отстаивании до разделения на водную и органическую фазы, отделение органической фазы, хроматографическую очистку радиоолова гидратированным диоксидом кремния (SiO₂·xH₂O) путем адсорбции радиоолова в состоянии без носителя на поверхности гидратированного диоксида кремния и последующую десорбцию радиоолова в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния, отличающийся тем, что радиоолово выделяют из облученного интерметаллида Ti-Sb, при этом Ti-Sb кипятят в концентрированной HCl, взятой в 6-10-кратном мольном избытке, в отделенный от нерастворенного остатка раствор добавляют Н₂О₂, затем разрушают избыток Н₂О₂ путем нагревания раствора, оставшуюся часть Ti-Sb растворяют в концентрированной HCl с добавлением концентрированной HNO₃ в количестве не менее 1:20 от объема HCl, а образовавшийся белый осадок отделяют фильтрованием, далее в объединенном растворе доводят концентрацию по HCl до 9-12 моль/л и концентрацию по сурьме до 0,1-0,6 моль/л и добавляют дибутиловый эфир, насыщенный 9-12 М раствором HCl, причем соотношение объемов раствора Ti-Sb и насыщенного HCl дибутилового эфира берут в интервале 1:1-1:1,5, затем в оставшейся после экстракции сурьмы дибутиловым эфиром водной фазе доводят кислотность до 1-3 моль/л и осаждают соединения титана путем нагревания раствора, далее в отфильтрованный раствор добавляют цитрат щелочного металла (соль лимонной кислоты) в количестве, при котором концентрация цитрат-ионов в растворе составляет не менее 0,5 моль/л и превышает концентрацию оставшейся в водной фазе сурьмы не менее чем в 5 раз, затем в полученном растворе нейтрализуют избыток ионов водорода щелочью до достижения величины рН в интервале 4,5-6,0, далее полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную гидратированным диоксидом кремния, и после адсорбции радиоолова в состоянии без носителя гидратированным диоксидом кремния гидратированный диоксид кремния промывают от следов сурьмы, частично от титана, а также от радиоизотопов теллура, индия, скандия и ванадия раствором цитрата щелочного металла с рН в интервале 4,5-6,0 и затем водой с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 4,5-6,0, далее десорбируют радиоолово в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния раствором HClO₄ концентрацией 5-7 моль/л, затем десорбат доводят до концентраций 4-6М по HClO₄, 0,5-1,5 М по H₂SO₄ и 0,5-1 М по KI путем добавления соответствующих компонентов, разбавления водой или упаривания, затем в раствор добавляют бензол или толуол, или хлороформ, насыщенные смесью растворов кислот 4-6 М HClO₄ и 0,5-1,5 М H₂SO₄, причем соотношение объемов водного раствора и бензола или толуола или хлороформа берут в интервале 4:1-2:1, полученную смесь интенсивно перемешивают, отстаивают до разделения на водную и органическую фазы и отделяют водную фазу, далее в оставшуюся после экстракции органическую фазу для ре-экстракции радиоолова без носителя добавляют 0,5-2 М раствор HCl, причем соотношение объемов 0,5-2 М раствора HCl и органической фазы берут в интервале 4:1-2:1, полученную смесь интенсивно перемешивают, отстаивают до разделения на водную и органическую фазы, отделяют органическую фазу и затем в оставшуюся после ре-экстракции радиоолова в состоянии без носителя водную фазу добавляют цитрат щелочного металла (соль лимонной кислоты) в количестве, при котором концентрация цитрат-ионов в растворе составляет не менее 0,5 моль/л и превышает концентрацию оставшейся в водной фазе сурьмы не менее чем в 5 раз, далее в полученном растворе нейтрализуют избыток ионов водорода щелочью до достижения величины рН в интервале 4,5-6,0, полученный раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную гидратированным диоксидом кремния, и после адсорбции радиоолова в состоянии без носителя гидратированным диоксидом кремния гидратированный диоксид кремния промывают от следов сурьмы, радиоизотопов теллура и ванадия раствором цитрата щелочного металла с рН в интервале 4,5-6,0 и затем водой с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 4,5-6,0, далее десорбируют радиоолово в состоянии без носителя с гидратированного диоксида кремния минеральной кислотой с содержанием ионов водорода в интервале 5-7 моль/л.

17. Способ по п.16, отличающийся тем, что нейтрализацию избытка ионов водорода щелочью ведут до достижения величины рН в интервале 5,4-5,6.

18. Способ по п.16, отличающийся тем, что высота слоя гидратированного диоксида кремния в хроматографической колонке находится в пределах от 5 до 15 см, а диаметр - в пределах от 0,5 до 1,5 см.

19. Способ по п.16, отличающийся тем, что хроматографическую колонку заполняют гидратированным диоксидом кремния с размером зерен в интервале 0,05-0,4 мм.

20. Способ по п.16, отличающийся тем, что гидратированный диоксид кремния промывают раствором цитрата щелочного металла объемом 20-70 мл с рН в интервале 5,4-5,6.

21. Способ по п.16, отличающийся тем, что гидратированный диоксид кремния промывают водой объемом 30-100 мл с добавлением лимонной кислоты до рН в интервале 5,4-5,6.

22. Способ по п.16, отличающийся тем, что на стадии первой хроматографической очистки десорбцию производят раствором HClO₄ объемом 5-40 мл.

23. Способ по п.16, отличающийся тем, что экстракцию бензолом, толуолом или хлороформом проводят путем интенсивного перемешивания фаз в течение 20-100 с, затем разделяют водную и органическую фазы после 2-10 мин отстаивания.

24. Способ по п.16, отличающийся тем, что на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния десорбцию производят раствором минеральной кислоты объемом 5-20 мл.

25. Способ по п.16, отличающийся тем, что десорбат, полученный на стадии конечной хроматографической очистки с помощью гидратированного диоксида кремния, используют для повторной хроматографической очистки еще не менее одного раза.