Способ получения изотопночистого протактиния - 233 Советский патент 1992 года по МПК C02F1/42 

сл С

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 сильнокис- лотном 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.

Иэобретение относится к радиоаналитический химии актинидных элементов, в частности к разработке способов выделения высокочистых радионуклидов без носителя 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 протак- тиния-233 на ионообменную колонку сорбируют материнский радионуклид нептуний-237, а затем осуществляют многократное вымывание дочернего Ра-233 небольшим объемом минеральной кислоты. Сорбцию ведут на сильнокислотном катио- нигеиз 0.1 моль/л азотнокислого раствора, а десорбцию Рп раствором 1 0-2,5 10 моль/л фтористоводородной кислоты при скорости тлюировяния 03-10 мп/мин до

появления в элюате cr-активности, принадлежащей нептунию-237. Количественное определение и чистота выделенного Pj-233 осуществляется радиометрически по/3 или у-излучению и периоду полураспада.

В таблице приведены результаты исследований по влиянию концентрации фтористоводородной кислоты на коэффициенты распределения Np и Ра на катионите Дау- экс-50 х 8 и обьем элюента, в котором вымывается более 80% протактиния с колонки размером 0,4 х 6 см, а также содержание Np-237 во фракции Ра и скорость элюирова- ния.

Из таблицы следует, что для вымывания протактиния наиболее целесообразно в качестве элюента использовать растворы фтористоводородной кислоты с концентрацией 1,010 -2,5.10 моль/л поскольку в таких растворах достигается максимальная разница в коэффициентах распределения Np и

vi

VI 00

о VI

о

Ра, что обеспечивает возможность многократного вымывания последнего в минимальном объеме элюента с высокой удельной активностью и с высокой степенью чистоты. Изменение скорости элюи- рования 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 6см и промывают 5 мл раствора моль/л фтористоводородной кислоты. В верхнюю часть колонки сорбируют 3,5 мг Np из 0,5 мл НМОз с концентрацией 0.1 моль/л, Суммарная активность сорбированного нептуния составляет 8,7-Ю6 расп/100.

Для вымывания протактиния-233 через колонку пропускают 3 мл раствора моль/л HF со скоростью 0,5 мл/мин. Затем колонку промывают 1-2 моль Н20 и оставляют генератор в воде для накопления и следующего вымывания протактиния. Количественное определение Ра-233 производят радиометрически по у -излучению. Содержание Ра составляло 90% от накопленного. Отсутствие «-активности в растворе свидетельствует о высокой степени очистки протактиния от нептуния (1-1 (г).

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 .

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 Ра- 233 из его материнского радионуклида Np- 237 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 выделении Ра из облученного материала применяется сложный многоступенчатый процесс, включающий методы осаждения, экстракцию и ионный обмен;

значительное сокращение времени выделения Ра от нескольких часов (из облученного Th) до нескольких минут предлагаемым способом;

при использовании генератора достигается возможность выделения изотопно-чистого Ра-233 с высокой степенью его очистки (ЮМо6) от материнского радионуклида Np- 237. При получении Ра-233 путем облучения Th-232 возможно образование Ра-231, т.е. выделение изотопно-чистого Ра-233 в этом

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

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

лишь одноразовое выделение Ра. , Формула изобретения Способ получения изотопночистого протактиния-233 сорбцией исходного продукта на ионообменникес последующей десорбцией целевого продукта раствором минеральной кислоты, отличающийся тем, что, с целью повышения степени чистоты и удельной активности изотопа, сокращения времени его получении и упрощения

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

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

Коэффициенты распределения Np и Ра между катионитом Дауэкс-50х8 и растворами NF различной концентрации и вымывание Ра с колонки 0,4x6 см