Способ ионообменного выделения берклия-250 из эйнштейния-254 Советский патент 1987 года по МПК B01D15/04 C01G56/00 

Изобретение относится к области радиоаналитической химии, в частности, к разделу выделения трансплутониевых элементов (ТПЭ) в радиотехнически чистом состоянии, и может быть использовано для непрерывного выделения короткоживущего изотопа берклия- 250 с высокой степенью чистоты с цель изучения его ядерно-физических констант и использования этого изотопа в аналитической практике, а также для отделения берклия от других трансплутониевых и редкоземельных элементов.

Короткоживущий изотоп берклия-25(1 (период полураспада ,, 2 ч) в изо- топно чистом состоянии может быть получен только как продукт d -распада эйнштейния-254 (Т/2 276 дн,), так как при получении берклия в ядерном реакторе или на циклотроне образуется смесь различных изотопов ТПЭ, разделение которых представляет сложную физико-химическую задачу.

Целью изобретения является повышение степени разделения берклия и эйнштейния и получение изотопно чистого берклия-250.

Эффективность описываемого способа и необходимость предлагаемых режимов Для его осуществления иллюстри- .руется следующими примерами.

Сущность способа заключается в том что раствор, содержащий изотоп эйн штейния-254 (в равновесии с дочерньм изотопом Вк-250) в любой минеральной кислоте (кроме НС1) с концентрацией кислоты менее 1 моль/л, сорбирзтот .на

Раствор, содержагдий Es в 0,5 м О, М HNGj, пропускают через колонку

смеси сульфокатионита типа КУ-2 и гид-ад. со скоростью 0,3 мл/мин. Для извлерокснца свинца, которую затем промывают небольшим количеством воды, после чего генератор готов к работе. Для извлечения берклия колонку промьгаают раствором фосфорной кислоты с концентрацией 2-3 моль/л. Берк- лий при этом окисляется до 4-валент-- ного состояния и вымывается в первых порциях элюента, в то время как эйнштейний остается прочно сорбированным. Колонку заливают водой и оставляют для нового накопления берклия, Полное равновесие устанавливается через л/30 ч, но вымьгоание берклия можно проводить и через более короткие HHTepaajtti времени. Накапливающийся берклий периодически извлекают с колонки небольщими порциями фосфорной кислоть щз тех пор, пока в элю

ате не появится (/-активность, при-, надлежащая эйнштейнию. Определение и чистота выделенного изотопа Вк-250 производится по г-излучению и периоду полураспада.

Исследование влияния концентрации фосфорной кислоты на сорбцию Es и Вк показывает, что для выделения Вк наиболее целесообразно использовать ее 2-3 моль/л растворы, поскольку в таких растворах достигается оптимальное соотношение между коэффициентами распределения Вк и Es, которое обеспечивает получение препаратов берклия с высокой степенью чистоты при минимальном времени выделения, Эти данные иллюстрируются, таблицей.

Изучение влияния количества РЪО при массовых соотношениях катионит; : РЬ02, равном 1:1, 5:1, 10:1, 20: и 50:1, показывает, что содержание двуокиси свинца в фазе смолы практически не влияет на выделение берклия, однако в присутствии больших его количеств замедляется скорость элюиро- вания, что приводит к дополнительным осложнениям. Оптимальный результат достигается, когда массовое соотноше- ние катионит:РЪО2 составляет (10-15):.

Пример 1-, 300 мг воздушно- сухого катионита КУ-2 зернением О,25-0,5 ММ тщательно перемешивают с 30 мг PbOi, смесь загружают в колонку размером 0,4 6 см и колонку промьшают раствором 0,1 моль/л HNO:.

Раствор, содержагдий Es в 0,5 мл О, М HNGj, пропускают через колонку

. со скоростью 0,3 мл/мин. Для извлечения берклия-250 колонку промывают 5 мл раствора 2 моль/л . со скоростью 0,3-0,5 мл/мин. Измерение у-активности в времени показывает,

45 что период полураспада выделенного препарата составляет 191 мин, который хорошо согласуется с литературными данными, ft -активности в растворе не обнаружено, что свидетель50 .ствует о чистоте выделенного препарата .

Периодическое вымьшание берклия- 250 с колонки с интервалом 1-2 дня дает тот же ре зультат (с учетом распада ES) в течение 2-3 мес.

Препарат эйнштейния-254, используемый в качестве источника для получения берклия-250, нет необходимое3129388

ти подвергать глубокой радиохимической очистке от других ТПЭ, посколь- - ку при выделении Вк достигается высокая степень его очистки от всех транс- плутониевых элементов.

Пример 2. Раствор, содержащий трансплутрниевые и редкоземельные элементы (Am, Cm, Вк, Cf, Es, Eu и Tb) в 0,5 мл, 0,2 моль/л HNCj, сорбируют на колонку 0,36 см, наполненную катионитом Дауэкс 50-8 в смеси с РЬО(10:1), Затем колонку промывают

5-10 мл раствора 3 моль/л НзР04, берк-15 сить при этом на порядок степень их ЛИЙ при этом более чем на 95% оказы- разделения.

Зависимость коэффициентов распределения Вк и Es на катионите. .Дауэкс 50+РЬ02 от концентрации фосфорной кислоты

Вк (IV) ES (III)

7Л -10 7,0 4,0 3,5 3,2 . 3,0 7/1-10 7,5-10 90 3,5 2,5

Редактор Е. Зубиетова

Составитель Р. Пензин Техред М.Ходанич

Заказ 4938Тираж 656Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Бается в элюатв, в то время как другие ТПЭ и РЗ-Э остаются на колонке и их элюируют 5 мл 6 моль/л HNOj. Выход

берклия составляет 95-98%, Степень его очистки от других ТПЭ и РЗЭ составляет 7/ 10.

В отличие от способа-прототипа предлагаемый способ позволяет проводить разделение берклия от эйнштейния и других трехвалентных РЗЭ и ТПЭ без применения специальных комплексообра- зующих веществ, что значительно упрощает сам процесс разделения, и повыКорректор С.Черни