Мишенное вещество для получения изотопов осмия Советский патент 1978 года по МПК G01G1/00 

Изобретение относится к области нолучения изотопов.

Для исследования в области современной ядерной спектроскопии необходимо получение короткож1шущих (Т, 1 мин) моноизотопных ядер.

Задача получения моноизотопных короткоживущих ядер тугоплавких элементов, к которым принадлежат и платиновые металлы, в частности осмий является особенно трудной.

Единственно возможным путем выделения из мишени изотопов этих элементов является выделение их в виде легколету- чих соединений. Так, например, известны способы получения и выделен1Ш суммы изотопов осмия, в которых в качестве мишенного вещества используют твердые мишени - окись ртути и металлическое золото flJ. Облученные мишени растворяют в азотной кислоте (золото в царской водке) и выделяют изотопы осмия в виде че- тырехокиси осмия продуванием воздухом.

время получения и выделения изотопов осмия при использовании твердых мишеней (связанное с процессом их растворения) сравнительно велико и не позволяет получать изотопы осмия с периодом полураспада менее 3 мин.

Известно также жидкое мишенное вещество для получения изотопов осмия без носителей, позволяющее получать изотопы осмия (сумму изотопов) за 10-15 с 2J. Мишенное вещество представляет собой

раствор нитрата ртути в концентрированной азотной кислоте. Изотопы осмия (в виде четырехокиси осмия) выделяются при продувании облучаемого протонами раствора воздухом, сорбируются на резиновой

шпуле пневмопочты и доставляются к месту измерения. Существенной особенностыо является то, что мишенное вещество в процессе работы нагревают до 95 С. Ниже 90°С скорость и эффективность

выделения из мишени изотопов осмия резко падает (температура кипения -}-131 С). Чем выше температура мишени, тем бь стрее и эффективнее происходит вы деление атомов или молекул изучаемого изотопа. Однако использование растворов кониентрировавной азотной кислоты не по зволяет повышать температуру выше 95 так как уже при температуре взоткая киспота разлагается с образованием ввзкокяпящих окислов азота. Это исключает возможность применения азотнокис шх растворов дпм получения короткоживувшх нзотош в, разделенных с помощью масс-сеоаратора. Нвзха температура разложения азот- вой кислоты является сунюственным не«жизтатком MifBteiieoro вещества также и пояученвя вэотояоа осмия вне вакуума, поскольку п{я 95 С провюходит 1Штевс шое улетуч1вавае азотной кислоты в виое продуктов ее разложения. Большме потеря растворителя приводят к выделению осадка азоткоквслой ртути, что практически до яупя снюкает выделение изотопов ОСМШ1. Целью изобретевш является повышение термической устойчввоста и температуры кипения мишенного вещества при ис пользования го для получения короткожи вушюс изотопов осмш. Это достигается т&л, что мишенное вещество для колучекш кэотопов осмия без носвтеля. состоит кз расплава смеси сульфата таллия и концентрированной сер ной Кислоты в следукипих соотношениях, вес.%: Ttjiap 80-95 На SO 5-20 /1ля прш товленш1 мяшекного вшцества таллий переводят в таллия, высушивают последний аре 1ОО С, нагрева ют с избытком ко1и1ент фованной серной кнcлoiты до удалеимя следов йода, далее повышают температуру до ЗОО-32О С и продолжают нагревание до прекращения выделения паров 4О. Расплав охлаждают, добавляют расчетное количество концентрировашюй кислоты, снова ка гревшот до расштвлеивя 11О-130°С), пережкжт в вакуумное устройство и выдеркнвают в вакууме врв давлении юмм рт. г. и температуре ЗОО С в течение 3 ч, после чего мишенное вещество гото во для получения изотопов осмия. Процесс получения изотопов осмия в вакууме состоит в следующем. Облучаемое мишевиое вещество, приготовленное как указано выше, нагревают до 25О-ЗОО С в вакуумированном устройстве. Образу1шаиеся в результате ядерной реакции Т(р-бр, Хп) изотопы осмия выделяются из мшпенного вешест-. ва в виде четырехокнои осмия. Выделе:ниюОбО способствует интенсивное испа ренне г. вагууме серной кислоты. Далее пары серной кислоты вместе с ОйОф по ступают в ловушку, выполненную в вщде обратного холодильника, охлаждаемого проточной водой (10.12 С). Внутренняя трубка холодшхьника заполнена насадкой из стеклянных юзлец на высоту 60 мм и соединяется с вакуумной системой. Проведенные, испытан1ш показали; что в этих условиях из мишенного вещества указанного состава выделяется (97+2%) образующихся изотопов осмия, даштеиио на выходе ловушки составляет 5-10 мм; рт. ст. и время полувыделения изотопов осмия вз мишени составляет 20-30 с, Процесс получения изотопов осмия вне вакуума аналогичен попучепто изотопов осмия из азотнокислых}застБОров и зашцсчается в следующем. Смесь Т SQf н указанных пропорнгах помещаютБ кварцевый барбатер, нагревают до ISO220 С и облучают протонами при одно-временном продувании киспородом. Изотопы осм}ю в виде четырехокиси осмия выделяются из мишени и улавливаются на резиновой подло;кке; укрепленной на. шпуле пневмопочты. Использование предлагаемой мишени позволяет вестп непрерывный процесс получения изотопов осмия в течение 48 ч при темперэ.туре 200+20С. Эксперименты, ирэведенные ic целью определения оитшч-шльного состава мишенного вещества показали, что при содержа-, НИИ в нем менее 5% температура плавления и вязкость расплава резко воз-ч растают, что приводит к снижению эффективности и скорости выделения изотопов осмия, а при содержании более 20% H;zS% происходит периодическое Бск1шанй:е Msmie-ни. Мишенное вещество предлагаемого состава испытывалось для получеН1ш в вакууме изотопов осмия / 0s .Os с аелью изучения магнитных моментов ядер в возбужденном состоянии. Это мишенное вещество предлагается использовать для получения разделенных короткоживущих изотопов осмия на масс-сепараторе, установленном в линию с синхроциклотроном ЛИЯФ АН СССР. Формула нзобретения Мишенное вещество для получания взотопов осмия без носителя, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения термической устойчивости н температуры кипения при использовании его для полу чения короткоживуших изотопов осмкя., оно состоит из расплава смеси п кон5 5601966

центрированной H,gSO4 в следуюгдик. . Аряьт Р., Громов И. и др. Известия

ношениях, вес Jo ГАН СССР, сер, физическая, 34, 702,

ТЕ, 30 80.,

.

Источники йнфюрмадии; принятые во2 Авторское свидетельство СССР

внш;лащ18 при экспертизе: № 435723, g 1/ОО, 1974. ..