CZ2016151A3 - Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria - Google Patents

Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria Download PDF

Info

Publication number
CZ2016151A3
CZ2016151A3 CZ2016-151A CZ2016151A CZ2016151A3 CZ 2016151 A3 CZ2016151 A3 CZ 2016151A3 CZ 2016151 A CZ2016151 A CZ 2016151A CZ 2016151 A3 CZ2016151 A3 CZ 2016151A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
diyl
heteroatom
mixture
group
column
Prior art date
Application number
CZ2016-151A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ306722B6 (cs
Inventor
Ján Kozempel
Martin Vlk
Petra Mičolová
Ekaterina Kukleva
Kateřina Fialová
Lucie Kománková
Anna Bajzíková
Josef Podlaha
Karel Svoboda
Patrick Burian
Michal Hoffmann
Stanislav SmrÄŤek
Original Assignee
České vysoké učení technické v Praze
Újv Řež, A.S.
Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ­ technickĂ© v Praze, Újv Řež, A.S., Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta filed Critical ÄŚeskĂ© vysokĂ© uÄŤenĂ­ technickĂ© v Praze
Priority to CZ2016-151A priority Critical patent/CZ306722B6/cs
Priority to PCT/CZ2017/050012 priority patent/WO2017157355A1/en
Priority to EP17713880.7A priority patent/EP3430177B1/en
Publication of CZ2016151A3 publication Critical patent/CZ2016151A3/cs
Publication of CZ306722B6 publication Critical patent/CZ306722B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B60/00Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
    • C22B60/02Obtaining thorium, uranium, or other actinides
    • C22B60/0295Obtaining thorium, uranium, or other actinides obtaining other actinides except plutonium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/42Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by ion-exchange extraction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

Předkládané řešení poskytuje způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria, který zahrnuje následující kroky: a) směs Ra/Ac/Th se nanese na separační kolonu obsahující anex na bázi styrenu síťovaného divinylbenzenem, kde obsah síťovacího činidla je v rozsahu 5 až 50 %, výhodně 8 % až 16 % (např. Dowex 1x8 – silný anex síťovaný 8 a více % divinylbenzenem), v nitrátovém cyklu a eluuje se elučním roztokem obsahujícím směs 0,6 až 0,8 M vodného roztoku kyseliny dusičné a methanolu v objemových poměrech roztok kyseliny dusičné:methanol = 30:70 až 10:90, b) eluát ze separační kolony se provádí přes dočišťovací kolonu obsahující anex na bázi styrenu síťovaného divinylbenzenem, kde obsah síťovacího činidla je v rozsahu 5 až 50 %, výhodně 8 % až 16 % (např. Dowex 1x8 – silný anex síťovaný 8 a více % divinylbenzenem),v nitrátovém cyklu a eluuje se elučním roztokem obsahujícím směs 0,6 až 0,8 M vodného roztoku kyseliny dusičné a methanolu v objemových poměrech roztok kyseliny dusičné:methanol = 30:70 až 10:90, c) eluát z kroku b), obsahující .sup.226.n.Ra, se izoluje, s výhodou pro recyklaci pro opakované ozařování, d) Ac a/nebo Th se ze separační i dočišťovací kolony vymyje elučním roztokem obsahujícím 5 až 10 M minerální kyselinu a popřípadě alespoň jedno komplexační činidlo, s výhodou je minerální kyselinou HNO.sub.3.n.a/nebo HCl. Pokud je výstupem kroku d) směs Ac a Th, dále se dělí v dalších krocích postupu.

Description

Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria
Oblast techniky
Předkládaný vynález se týká způsobu přípravy a získání 227Ac a jeho dceřiných produktů, a recyklace terčového 226Ra, který umožňuje zvýšení výtěžku 227Ac.
Dosavadní stav techniky
Aktimum-227 se získává ozařováním 226Ra v jaderném reaktoru pomalými neutrony, přičemž vzniká nejprve Ra (42 min), které se následně rozpadá na 227Ac (21,8 roku), které je v rovnováze s dceřiným 227Th (18,6 dne), které se rozpadá přeměnou alfa na 223Ra (11,4 dne) a jeho další produkty rozpadu. Jako produkt parazitní reakce také vzniká 228Ac (6,1 h) rozpadající se na 228Th (1,9 roku), které je v rovnováze s 224Ra (3,6 dne). Rozpadové schéma je znázorněno na obrázku 1. Aktinium-227 je však i členem přírodní uranové rozpadové řady. Rozpadové schéma je znázorněno na obrázku 1.
Je známo několik postupů získávání aktinia z takto vznikajících směsí, založených na srážení z homogenních roztoků ve formě méně rozpustných solí Ac(Ox)3 nebo spolusrážením s PbSO4 (Anal Chem 28, 11, 1780x1782, 1956 a Report MLM-967, 1954). Komplementární metodou získávaní aktinia je spolusrazení RaCO3, kdy se aktinium hromadí v matečném roztoku (Baetslé, L. H. and Droissart, A. (1973) Production and Applications of 227Ac. Report BLG-483). Avšak tyto metody nejsou optimální z hlediska kvantity získaného aktinia a množství prováděných separačních kroků a jsou vhodné pro velká množství radionuklidů. Popsány byly rovněž postupy získávání aktinia pomocí kolonové chromatografie na měničích iontů s využitím anexu MPlyv NOý a Cf cyklu pro získání beznosičového aktinia (Applied Radiation and Isotopes 62,667^679, 2005). V dalších pracích je popisováno využití anexu na bázi styrénu síťovaného divinylbenzenem v NO3‘ cyklu, např.: Dowex 50 nebo^Jowex 1, kdy jako eluční činidla byly použity roztoky silných kyselin (Radiochim Acta 9, 4, 181x186, 1968), eventuálně^jyla používána kombinace katexu a titanium fosfátu TiP v 1N HNO3 (./ Radioanal ChemlS, 185x196, 1977). Další postupy získávaní aktinia jsou založeny zejména na extrakcní chromatografii a použití extrakčních činidel. Při separaci pomocí extrakční chromatografie se stacionární fází impregnovanou extrakčním činidle dochází také k vymývání extrakčního činidla ze sorpcmho lože kolony a tím jednak k degradaci sorpční účinnosti a také ke zhoršení chemické čistoty eluátu. U separačních metod založených na rozdělování pomocí iontoměničů zejména na bázi styrenu síťovaného divinylbenzenem, např. Dowex 1 a Dowex 50, byly pozorovány problémy s vymýváním Th a Ac při dlouhodobém používání, nebo ztráty těchto radionuklidů (J Radioanal Nucl Chem, 260, 167χ'172, 2004 a JRadioanalNud Chem, 285, 667-.673, 2010).
- 2 ~
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález poskytuje způsob izolace Ac, například radionuklidu 227Ac, ze směsi radia, aktinia a thoria (např. 226Ra/223Ra/227Ac/227Th/228Th/229Th). Výhodou této metody je mimo jiné to, že se při ní izoluje Ra, které je tak možno recyklovat pro opakované ozařování.
Způsob podle vynálezu zahrnuje následující kroky:
a) směs Ra/Ac/Th, např. 226Ra/227Ac/Th, se nanese na separační kolonu obsahující anex na bázi styrenu síťovaného divinylbenzenem, kde obsah síťovacího činidla je v rozsahu 5 až 50 %, výhodně 8^4|až 16 % (např. Dowex 1x8 - silný anex síťovaný 8 a více % divinylbenzenem), v nitrátovém cyklu a eluuje se elučním roztokem obsahujícím směs 0,6 až 0,8 M vodného roztoku kyseliny dusičné a methanolu v objemových poměrech roztok kyseliny dusičné:methanol = 30 : 70 až 10 : 90,
b) eluát ze separační kolony se provádí přes dočišťovací kolonu obsahující anex na bázi styrenu síťovaného divinylbenzenem, kde obsah síťovacího činidla je v rozsahu 5 až 50 %, výhodně 8 až 16 % (např. Dowex U8 - silný anex síťovaný 8 a více % divinylbenzenem), v nitrátovém cyklu a eluuje se elučním roztokem obsahujícím směs 0,6 až 0,8 M vodného roztoku kyseliny dusičné a methanolu v objemových poměrech roztok kyseliny dusičné:methanol = 30 : 70 až 10 : 90, c) eluát z kroku b), obsahující Ra, se izoluje, s výhodou pro recyklaci pro opakované ozařování, d) Ac a/nebo Th se ze separační i dočišťovací kolony vymyje elučním roztokem obsahujícím 5 až 10 M minerální kyselinu a popřípadě alespoň jedno komplexační činidlo, s výhodou je minerální kyselinou HNO3 a/nebo HC1.
Eluce v kroku d) se obvykle provádí za jímání jednotlivých frakcí, přičemž přední frakce typicky obsahují aktinium, střední frakce typicky obsahují směs aktinia a thoria, a zadní frakce typicky obsahují thorium. Může dojít i k úplnému rozdělení Ac a Th. Frakce obsahující izolované aktinium lze potom použít odpovídajícím způsobem dále, například jako zdroj 223Ra. Frakce obsahující izolované thorium lze případně také použít dále pro odpovídající účely.
Frakce eluátu obsahující Ac mohou popřípadě obsahovat malou příměs Ra vzniklého rozpadem Ac nebo Th. Zbytky Ra pak lze odstranit z roztoku Ac známými způsoby, např. sorpcí na MnO2 při pH 4 až 8, přičemž Ac se následně eluuje 0,2M HNO3.
Z celeho eluátu z kroku d), nebo (pokud byly jímány frakce) z frakcí obsahujících směs aktinia a thoria lze izolovat aktinium dalšími kroky postupu, kdy se směs nanese na kolonu obsahující polymemí nosič obsahující komplexační činidlo, s výhodou je komplexační činidlo na polymemím nosiči kovalentně vázáno, a nanesená směs se eluuje 0,1 až 10 M minerální kyselinou, s výhodou vybranou ze skupiny zahrnující HNO3 a/nebo HC1. Při kovalentní vazbě komplexačního činidla nedochází k jeho uvolňování z kolony.
- 3 Jako polymemí nosič v případě kovalentně vázaného komplexačního činidla může být použit polymer s aminovými nebo nitrilovými funkčními skupinami, ve formě kuliček, vláken nebo tkanin.
Komplexační činidlo je vybráno ze skupiny zahrnující polyaminokarboxylové kyseliny obecného vzorce
HO2C n N N ηΌΟ2Η
HO2C n nCO2H
Xjt přičemž n může být 1-5, Y může být ze skupiny obsahujícíJ^l^C 10 alkan-l,l-diyl, C2«C10 alkan-1,2diyl,^3iC10 alkan-l,3-diyl, C2»C10 alken-l,l-diyl, C2x<?10 alken-l,2-diyl, C3«C10 alken-1,3-diyl, C2*C10 alkyn-1,1-diyl, C2<C1.0 alkyn-1,2-diyl, C3C10 alkyn-1,3-diyl, C3«C10cykloalk-l, 1-diyl, C3^ to CW cykloalk-1,2-diyl, C3xC10 cykloalk-1,3-diyl, C6<C10 aj>l,2-diyl, C6«C10 ar-1,3-diyl, C3^10 heteroar-1,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3iíC10 heteroar-1,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3*C10 heterocykl-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3«C10 heterocykl-1,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P; a/nebo sole polyaminokarboxylových kyselin s Na+, K+, Mn2+, Ca2+, Zn2+, Fe3+, Cu2+;
polyfosfonové kyseliny obecného vzorce^II)>
Ri \ / ^2
H2O3P PO3H2 (ji) <K3b x přičemž Rl, R2 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, ClyClO alkyl, C6^ C 9^0 aryl, Cl «CIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3C10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3«C10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, nitril, amin, halogenid (F, Cl, Br, I);
polyfosfonové kyseliny obecného vzorce h2o3p n PO3H2 h2o3p n n po3h2 (III)
V V V «V , přičemž n může být 1-5, Y může být ze skupiny obsahující Cl «CIO alkan-1,1-diyl, C2XC10 alkan-1,2diyl,Q3-C10 alkan-1,3-diyl, C2<Č10 alken-1,1-diy 1, C2,C10 alken-l,2-diyL C3%C10 alken-1 3-diyl C2>C10 alkyn-1,1-diyl, C2«C10 alkyn-l,2-diyl, C3«C10 alkyn-1,3-diyl, C3«Č10 cykloalk-l,l-diyl, CU C4O cVo cykloalk-l,2-diyl, C3-CJ0 cykloalk-1,3-diyl, C6j<C10 ar-l,2-diyl, C6rC10 ar-1,3-diyl, C3--C10
Ty' heteroar-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3»C10 heteroar-l,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3$Í1O heterocykl-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3^10 heterocykl-l,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P;
estery kyseliny fosforite s s Cl?Č10 alkyl, C6kC10 aryl, C1C10 heteroalkjd obsahující alespoň jeden heteroatom, C3mČ10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3«?10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, mtril, amin, halogenid (F, Cl, Br, I), s výhodou např. bis-(2-ethyl-hexyf)-fosforitou kyselinu (HDEHP); amino tris(methylenfosforitou) kyselinu (ATMP) a její estery s C1MC10 alkyl, CtKCHO aryl, ClxCIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3M0 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3xC10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, nitril, amin, halogenid (F, Cl, Br, I);
diglykolylamidy obecného vzorce (IV)
Př*čemž Rl, R2, RJmohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, C1 yC 10 alkyl, C6*C10 aryl, C3C10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3yS10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, R4 symbolizuje zbytek molekuly polymemího nosiče nebo má stejný význam jako Rl až R3. Výhodným diglykolylamidem může být například VAÚVW'-tetraoktyldiglykolylamid (TODGA); kvartemí amoniové sole /R1
R4--N+—R2 \ 3 X'
R3 (V) přičemž R1>R2, R3, R4 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, ClyCIO alkyl, CóiClO aryl, C3-C10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3ÍC10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, X může být Cl, Br a I, s výhodou např.: N-Methyl-N,N,N-trioktylamonium chlorid (Aliquat 336).
S výhodou lze také použít dikarbolidy, thenoyltrifluoraceton (TTA) nebo nitriloctovou kyselinou (NTA), fenyloctovou kyselinou (FOK), — '*·«··· —□ ‘ ‘ · · «·
Provedeni pro separaci směsi Ac a Th lze rovněž provádět na dvou za sebe zařazených kolonách, přičemž jedna z nich obsahuje polymemí nosič s kovalentně vázaným komplexačním činidlem a jedna z nich obsahuje anex.
Takto lze dosáhnout snadného a spolehlivého oddělení Ac a Th po předchozím oddělení Ra.
Pro kroky a) a b) lze s výhodou použít zařízení podle přihlášky užitného vzoru PUV 2015-31943.
Přítomnost separační i dočišťovací kolony v krocích a) a b) je důležitá pro spolehlivé odstranění radia od směsi aktmia a thoria. Zejména při dlouhodobém používání separační kolonky se sorbentem může v důsledků radiační degradace sorbentu, atomovému odrazu dceřiných nuklidů a chemickým stopovým nečistotám docházet k vymývání aktinia a thoria spolu s radiem, ale druhé dělení na dočišťovací kolonce tento problém odstraňuje, a to i při dlouhodobém používání obou kolon.
iSteučný popis vyobrazeni
Obrázek 1: Rozpadové schéma 235U.
Obrázek 2: Znázorňuje schematicky uspořádání kolon pro separaci Ac, Th, Ra Q - zásobník elučního roztoku, 3 - separační kolonka, 5 - dočišťovací kolonka, 2, 4, 6 - ventily).
Obrázek 3: Porovnání gama spekter čisté frakce 223Ra a směsi 227Ac a 227Th zachycených na separační kolonce.
Obrázek 4: Porovnání alfa spekter čisté frakce 223Ra a směsi 227Ac a 227Th zachycených na separační kolonce.
Obrázek 5: a) Gama spektrum frakce 227Ac ihned po separaci - na úrovni přirozeného pozadí, b) Spektrum 227Ac po ustavení radioaktivní rovnováhy 227Ac/227Th/223Ra/21lPb měřeno po 1 roce od separace.
Obrázek 6: Gama spektrum čisté frakce 227Th ihned po separaci.
UckubrčnaÍTtí
Příklady nrovedenj vynálezu
Metodika měření:
Aktivity eluovaných frakcí byly měřeny pomocí scintilačního studnového detektoru Nal(Tl) typu Cil CRC-55tW (Capmtec®). Jímány byly vždy frakce o elučním objemu (specifikováno u příkladu provedení vynálezu) do PE scintilačních lahviček. Gama spektra jednotlivých frakcí byla měřena pomocí mnohokanálového analyzátoru (mnohokanálová vyrovnávací paměť Ortec 919 Spectrum Master, který je připojen k PC s řídícím programem MAESTRO) s koaxiálním polovodičovým
- 6 detektorem, který je tvořen vysoce čistým krystalem germania HPGe (Princeton Gamma Technologies), se zdrojem vysokého napětí Camberra 2100, zabudovaným předzesilovačem a spektroskopickým zesilovačem Ortec 672 v rozmezí energií fotonů 0x2000 keV. Jednotlivé vzorky nebyly před měřením nijak upravovány. K měření alfa spekter byl využit alfa-spektrometrický systém Octete (Ortec, USA). Před samotným měřením byly vzorky naneseny příslušného alikvotu (10 μΐ) na kovovou podložku a odpařeny.
Měření Ac se zpravidla (z důvodů nízké intenzity emitovaného záření) provádí nepřímo - aktivita byla stanovena z nárůstu aktivity dceřiného 227Th, 223Ra a 211Pb v časovém odstupu aspoň 1 měsíc po separaci.
Pro všechny uvedené příklady byla jako modelový roztok zvolena směs 227Ac/227Th/223Ra, která má chemicky stejné vlastnosti jako 226Ra/227Ac/227Th.
Příklad 1: Separace 223Ra od Ac/Th
Připraví se separační kolonka 3. 5 g sorbentu Dowex 1x8, 100*200 mesh v Cf cyklu se nechá bobtnat νΟ,ΙΜ HNO3, následně se převede do nitrátového cyklu ve směsi 0,7M HNO3 a 80% methanolu. Sorbent se nanese na prázdnou plastovou nebo skleněnou kolonku o objemu cca 2,5 mL a promyje se cca 30 mL stejnou směsí, tím se připraví separační kolonka 3. Uspořádání experimentuje takové, že eluat ze separační kolonky 3 vstupuje přes připouštěcí a/nebo odvzdušňovací ventil 4 na dočišťovací kolonku 5 a z ní je jímán do připravených nádob. Zásobní roztok Ac, Th, Ra se převede do 0,7M HNO3 v 80% methanolu a takto se nanese na separační kolonu 3 až do úplného vsáknutí, přičemž jsou sbírány jednotlivé frakce 0,5 až 1 ml. Eluce 0,7 M HNO3 v 80% methanolu se provádí gravitační silou při laboratorní teplotě, ale s výhodou lze použít i peristaltické čerpadlo. Celkové ztráty Ra při první separaci na kolonce 3 a dočišťovací kolonce 5 nepřesahují 5 %. Na kolonkách zachycená směs Ac/Th se z iontoměniče vymyje 8M HNO3.
Příklad 2: Čištění Ac od Th ,
Připraví se kolonka. 2 g sorbentu Dowex 1x8, 100*200 mesh v Cf cyklu se nechá bobtnat v 0,lM HNO3, následně se převede do nitrátového cyklu ve směsi 8M HNO3 až 1M HNO3. Část sorbentu se nanese na prázdnou plastovou kolonku o objemu cca 0,5 mL a promyje se cca 30 mL stejnou směsí, tím se připraví kolonka. Uspořádání separace je takové, že eluát proudí přes kolonku a jsou jímány frakce. Odpařený eluát (směs Ac/Th vymytá 8M HNO3) z příkladu 1 je rekonstituován v 0,5 ml 8M HNO3 a nanesen na kolonku až do úplného vsáknutí, přičemž eluát proudí přes kolonku a jsou jímány frakce 0,5 až 1 ml. Eluce se provádí gravitační silou při laboratorní teplotě, ale s výhodou lze použít i peristalticke čerpadlo. Nejprve se ze separační a záchytné kolonky vymývá Ac s malou příměsí Ra, Th se eluuje 0,5M HNO3. Zbytky Ra lze odstranit z roztoku Ac např. sorpcí na MnO2 při pH 4k8, přičemž Ac se následně eluuje 0,2M HNO3. 'až'
Tento přiklad je modelový a obdobně lze směs Ac a Th zachycenou na kolonkách v příkladu 1 přímo rozdělit změnou elučního roztoku na 8M HNO3 a 0,5M HNO3 po vymytí Ra.
Příklad 3: Čištění Ac od Th g sorbentu polymemího nosiče s kovalentně vázaným komplexačním činidlem (TODGA) se nechá bobtnat v O,1M HC1. Sorbent se nanese na prázdnou plastovou kolonku o objemu cca 1,5 mL a promyje se cca 30 mL 1M HC1. Uspořádání separace je takové, že eluát proudí přes kolonku a jsou jímány frakce. Vymyté frakce s obsahem Ac a Th po separaci Ra (odpařený eluát z příkladu 1) jsou rekonstituovány v 1 ml 1M HC1 a je naneseny na kolonku až do úplného vsáknutí, přičemž jsou jímaný frakce 0,5 až 1,5 ml. Eluce se provádí roztokem 1M až 10M minerálních kyselin, např. HNO3 nebo HC1, gravitační silou při laboratorní teplotě, ale s výhodou lze použít i peristaltické čerpadlo. Z kolony se nejdříve eluuje Ac a následně pak s delším retenčním časem Th.
Průmyslová využitelnost
Postup přípravy a získání 227Ac z ozářených terčů 226Ra poskytuje aktinium v radiochemické a radionuklidové čistotě postačující pro využití 227Ac jak v radionuklidových generátorech pro získávání Ra pro účely nukleární medicíny, tak v průmyslových aplikacích jako např. výroba Ac-Be neutronových zdrojů nebo radionuklidových baterií pro využití v kosmonautice, popř. vojenství.

Claims (3)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria, vyznačující se tím, že zahrnuje následující kroky: a) směs Ra/Ac/Th se nanese na separační kolonu obsahující anex na bázi styrenu síťovaného divinylbenzenem, kde obsah síťovacího činidla je v rozsahu 5 až 50 %, výhodně 8 H až 16%, v nitrátovém cyklu a eluuje se elučním roztokem obsahujícím směs 0,6 až 0,8 M vodného roztoku kyseliny dusičné a methanolu v objemových poměrech roztok kyseliny dusičné:methanol = 30 : 70 až 10 : 90,
    b) eluát ze separační kolony se provádí přes dočišťovací kolonu obsahující anex na bázi styrenu síťovaného divinylbenzenem, kde obsah síťovacího činidla je v rozsahu 5 až 50 %, výhodně 8 až 16%, v nitrátovém cyklu a eluuje se elučním roztokem obsahujícím směs 0,6 až 0,8 M vodného roztoku kyseliny dusičné a methanolu v objemových poměrech roztok kyseliny dusičné:methanol = 30 ·. R) •<^Ó až 10 : 90,
    c) eluát z kroku b), obsahující Ra, se izoluje, s výhodou pro recyklaci pro opakované ozařování, d) Ac a/nebo Th se ze separační i dočišťovací kolony vymyje elučním roztokem obsahujícím 5 až 10 ^4 minerální kyselinu, s výhodou je minerální kyselinou HNO3 a/nebo HC1, a popřípadě alespoň jedno komplexační činidlo vybrané ze skupiny zahrnující:
    - polyaminokarboxylové kyseliny obecného vzorce^
    HO2C ' n N
    N nCO2H
    HO2C n n CO2H přičemž n může být 1*5, Y může být ze skupiny obsahující CNC10 alkan-1,1-diyl, C2>C10 alkan1,2-diyl, C3C10 alkan- 1,3-diyl, C2>C 10 alken-1,1-diyl, C2iC10 alken-1,2-diyl, C3jtC10 alken-1,3diyl, C2<C10 alkyn-1,1-diyl, C2>C10|lkyn- 1,2-diyl, C3hC10 alk^-l,3-diyl, C3?C10 cykloalk-1,1diyl C3*C10 cykloalk-1,2-diyl, C3jČ10 cykloalk-l,3-diyl, C6*C10 ar-l,2-diyl, CósCIO ar-l,3-diyl, C3xC10 heteroar-1,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3Í^10 heteroar-1,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3'-Č10 heterocykl-1,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3-.Č10 heterocykl-l,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P; a/nebo sole polyaminokarboxylových kyselin s Na+, K+, Mn2+, Ca2+, Zn2+, Fe3+, Cu2+;
    - polyfosfonové kyseliny obecného vzorce.^II^
    Ri\ /R2 h2o3p
    PO3H2 (ji)
    - 9— pň^JJŽ R1’ R2 m^U SteJné neb° ™ζηέvybrané ze skupiny zahrnující vodík, CfyClO alkyl, CóíCIO aryl, CUC10 heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3^10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3><Č1O heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, nitril, amin, halogenid (F, Cl, Br, I),
    - polyfosfonové kyseliny obecného vzorce
    H2O3P npo3H2 n PO3H2 (III) přičemž n můžp být 1-5, Y může být z? skupiny obsahující CfyCIO alkan-1,1-diyl, C2rC10 alkan1,2-diyl, CJxCIO alkan-1,3-diyl, C2$*10 alken-1,1-diyl, C2^10 alken-1,2-diyl, C3^10 alken-1,3diylC2^C1° ajkyn-1,2-diyl, C3/C10 alkjm-l,3-diyl, C3<C10 cykloalk-1,1diyl, C3XČ10 cykloalk-l,2-diyl, C3'/C10 cykloalk-1,3-diyl, C6>C10 ar-l,2-diyl, C6C10 ar-1,3-diyl, C3C10 heteroar-1,2-diyl obsahující alespofy jeden heteroatom, C3>C10 heteroar-1,3-diyl obsahující alespoň, jeden heteroatom, C3zKC10 heterocykl-1,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3sC10 heterocykl-1,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrmyící O, S, N, P;
    - estery kyseliny fosfojrité s ClyCIO alkyl, C6«C10 aryl, CljtClO heteroalkyl obsahujíc),alespoň jeden heteroatom, C3/C10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, CSyCIO heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, nitril, amin, halogenid (F, Cl, Br, I), s výhodou např. bis-(2-ethyl-hexyl)-fosforitou kyseljnu (HDEHP); apiino tris(methylenfosforitou) kyselinu (ATMP) a její estery s^fyClO alkyl, C6*éC10 aryl, C1ÍC10 heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C^CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3./C10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, nitril, amin, halogenid (F, Cl, Br, I),
    - diglykolylamidy obecného vzorce ýIV£.
    (IV) přičemž R1, R2, R3 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, CfyČlO A'?* * alkyl, C6/C10 aryl, C3^C10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3)tC10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N,
    -10 —
    P, R4 symbolizuje zbytek molekuly polymemího nosiče nebo má stejný význam jako R1 až R3, výhodným diglykolylamidem je A,A,AW'-tetraoktyldiglykolylamid (TODGA);
    - kvartemí amoniové sole /R1
    R4---N+---R2 \ , X‘ R3 (V) přičemž Rl, R2, R3, R4 mohouJ?ýt stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, CIa^-Cio OO alkyl, CóÝčTl 0 aryl, C3\Č10 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3>Č10 heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, X může být Cl’, Bf a Γ, s výhodou např.: N-Methyl-N,N,N-trioktylamonium chlorid.
  2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že je-li výstupem z kroku d) směs Ac a Th, nanese se tato směs na kolonu obsahující polymemí nosič obsahující komplexační činidlo, s výhodou je komplexační činidlo na polymemím nosiči kovalentně vázáno, a nanesená směs se eluuje 0,1 až 10 M minerální kyselinou, s výhodou vybranou ze skupiny zahrnující HNO3 a/nebo HC1.
  3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že separace směsi Ac a Th se provede na dvou za sebe zařazených kolonách, přičemž jedna z nich obsahuje polymemí nosič s kovalentně vázaným komplexačním činidlem a jedna z nich obsahuje anex.
CZ2016-151A 2016-03-16 2016-03-16 Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria CZ306722B6 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-151A CZ306722B6 (cs) 2016-03-16 2016-03-16 Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria
PCT/CZ2017/050012 WO2017157355A1 (en) 2016-03-16 2017-03-09 Method for isolation of ac from mixture of radium, actinium and thorium
EP17713880.7A EP3430177B1 (en) 2016-03-16 2017-03-09 Method for isolation of ac from mixture of radium, actinium and thorium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-151A CZ306722B6 (cs) 2016-03-16 2016-03-16 Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2016151A3 true CZ2016151A3 (cs) 2017-05-24
CZ306722B6 CZ306722B6 (cs) 2017-05-24

Family

ID=58428017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2016-151A CZ306722B6 (cs) 2016-03-16 2016-03-16 Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3430177B1 (cs)
CZ (1) CZ306722B6 (cs)
WO (1) WO2017157355A1 (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020256066A1 (ja) * 2019-06-19 2020-12-24 日本メジフィジックス株式会社 226Raターゲットの製造方法、225Acの製造方法及び226Raターゲット製造用電着液
CN115612868A (zh) * 2022-09-21 2023-01-17 北京健康启航科技有限公司 一种从钍、锕、镭分离出锕225的提纯工艺
CN115869658B (zh) * 2022-12-29 2025-01-28 中国核动力研究设计院 用于制备Ra-223的分离系统及其分离方法、应用和制备方法
CN119318822A (zh) * 2024-10-10 2025-01-17 西北核技术研究所 一种双柱循环制备239Np示踪剂的装置及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1518786A (fr) * 1967-01-30 1968-03-29 Commissariat Energie Atomique Procédé de préparation de l'actinium
US5809394A (en) * 1996-12-13 1998-09-15 Battelle Memorial Institute Methods of separating short half-life radionuclides from a mixture of radionuclides
US5863439A (en) * 1997-06-06 1999-01-26 Arch Development Corporation Process for separation and preconcentration of radium from water
US7087206B2 (en) * 2002-04-12 2006-08-08 Pg Research Foundation Multicolumn selectivity inversion generator for production of high purity actinium for use in therapeutic nuclear medicine
US7157022B2 (en) * 2002-09-30 2007-01-02 .Pg Research Foundation, Inc. Multivalent metal ion extraction using diglycolamide-coated particles
US20100018347A1 (en) * 2006-10-05 2010-01-28 Holden Charles S Separation of radium and rare earth elements from monazite
GB201007353D0 (en) * 2010-04-30 2010-06-16 Algeta Asa Method
US9951399B2 (en) * 2014-04-09 2018-04-24 Los Alamos National Security, Llc Separation of protactinum, actinium, and other radionuclides from proton irradiated thorium target

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017157355A1 (en) 2017-09-21
EP3430177B1 (en) 2020-11-25
EP3430177A1 (en) 2019-01-23
CZ306722B6 (cs) 2017-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9951399B2 (en) Separation of protactinum, actinium, and other radionuclides from proton irradiated thorium target
EP3430177B1 (en) Method for isolation of ac from mixture of radium, actinium and thorium
McAlister et al. Chromatographic generator systems for the actinides and natural decay series elements
Mohapatra et al. Evaluation of several multiple diglycolamide-functionalized calix [4] arene ligands for the isolation of carrier free 90Y from 90Sr
Burns et al. Californium purification and electrodeposition
Kmak et al. Extraction of selenium and arsenic with TOA-impregnated XAD-2 resin from HCl
CN1327926C (zh) 制备基本不含杂质的所需子体放射性核素的溶液的方法
Maiti et al. Separation of no-carrier-added 107,109 Cd from proton induced silver target: classical chemistry still relevant
Sadeghi et al. Separation of the no-carrier-added 109 Cd from Ag, Cu and 65 Zn by use of a precipitation and AG1-X8 resin
Maxwell et al. Rapid separation method for 237Np and Pu isotopes in large soil samples
Kmak et al. Behavior of selenium and arsenic in HCl and HNO3 on TRU, TEVA, DGA, and Pb extraction chromatography resins
JP7225305B2 (ja) 鉛203を単離するための方法およびデバイス
Dhami et al. Separation and purification of 90Sr from PUREX HLLW using N, N, N′, N′-tetra (2-ethylhexyl) diglycolamide
Fan et al. Highly selective separation of medical isotope 99mTc from irradiated 100Mo target using PEG-based resins
WO2022014555A1 (ja) 225Ac溶液の製造方法
Kameník et al. Alternative approach to study chemical processes for the preparation of 10Be and 26Al targets for AMS
Silliková et al. Sequential determination of 99Tc and 126Sn in radioactive concentrate
RU2837088C1 (ru) СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РАСТВОРА 225Aс
US20240239686A1 (en) Method for stacked elution of mother-daughter radionuclides
Aksenov et al. Ion-exchange separation of Zr and Hf microamounts in dilute HCl/HF solutions: A model system for chemical identification of Rf and study of its properties
Papp et al. Determination of 93Zr, 237Np and Th radionuclides in radioactive waste and mineral samples: extension of the method for determination of actinides
US12371338B2 (en) Systems and methods for separating yttrium and strontium
Kmak et al. Behavior of selenium and arsenic in $\mathrm {HCl} $ and $\mathrm {HNO} $3 on $\mathrm {TRU, TEVA, DGA,} $ and $\mathrm {Pb} $ extraction chromatography resins
Camargo et al. Development of 115 Cd/115m In generator for industrial and environmental applications
Misiak et al. High pure, carrier free 85Sr and 83Rb tracers obtained with AIC-144 cyclotron