CZ306722B6 - 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
CZ306722B6
CZ306722B6 CZ2016-151A CZ2016151A CZ306722B6 CZ 306722 B6 CZ306722 B6 CZ 306722B6 CZ 2016151 A CZ2016151 A CZ 2016151A CZ 306722 B6 CZ306722 B6 CZ 306722B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
diyl
heteroatom
group
mixture
methanol
Prior art date
Application number
CZ2016-151A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2016151A3 (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/CZ2016151A3/cs
Priority to EP17713880.7A priority patent/EP3430177B1/en
Priority to PCT/CZ2017/050012 priority patent/WO2017157355A1/en
Publication of CZ306722B6 publication Critical patent/CZ306722B6/cs
Publication of CZ2016151A3 publication Critical patent/CZ2016151A3/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)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (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, 226 227 a recyklace terčového Ra, který umožňuje zvýšení výtěžku Ac.
Dosavadní stav techniky
Aktinium-227 se získává ozařováním 226Ra v jaderném reaktoru pomalými neutrony, přičemž vzniká nejprve Ra (42 min), které se následně rozpadá na Ac (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 Ac (6,1 h) rozpadající se na Th (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, 1780 až 1782, 1956 a Report MLM-967, 1954). Komplementární metodou získávaní aktinia je spolusrážení 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 chromatografíe na měničích iontů s využitím anexu MP1 v NO3 a Cl cyklu pro získání beznosičového aktinia (Applied Radiation and Isotopes 62, 667 až 679, 2005). V dalších pracích je popisováno využití anexu na bázi styrénu síťovaného divinylbenzenem v NO3 cyklu, např.: Dowex 50 nebo Dowex 1, kdy jako eluční činidla byly použity roztoky silných kyselin (Radiochim Acta 9, 4, 181 až 186, 1968), eventuálně byla používána kombinace katexu a titanium fosfátu TiP v IN HNO3 (JRadioanal Chem 35, 185 až 196, 1977). Další postupy získávaní aktinia jsou založeny zejména na extrakční chromatografií a použití extrakčních činidel. Při separaci pomocí extrakční chromatografíe se stacionární fází impregnovanou extrakčním činidlem dochází také k vymývání extrakčního činidla ze sorpčního 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, 167 až 172, 2004 a JRadioanal Nucl Chem, 285, 667 až 673, 2010).
Podstata vynálezu
Předkládaný vynález poskytuje způsob izolace Ac, například radionuklidů 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 226Ra, 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 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 rozto-
- 1 CZ 306722 B6 ku 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 aeluuje 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 HCI.
Eluce v kroku d) se obvykle provádí za jímání jednotlivých frakcí, přičemž přední frakce typicky obsahují aktiníum, 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 celého 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 polymerní nosič obsahující komplexační činidlo, s výhodou je komplexační činidlo na polymerním nosiči kovalentně vázáno, a nanesená směs se eluuje 0,1 až 10 M minerální kyselinou, s výhodou vybranou ze skupiny zahrnující HNO3 a/nebo HCI. Při kovalentní vazbě komplexačního činidla nedochází k jeho uvolňování z kolony.
Jako polymerní 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 I
přičemž n může být 1 až 5, Y může být ze skupiny obsahující Cl až CIO alkan—1,1—diyl, C2 až CIO alkan-1,2-diyl, C3 až CIO alkan-1,3-diyl, C2 až CIO alken-l,l-diyl, C2 až CIO alken-1,2diyl, C3 až CIO alken-1,3-diyl, C2 až CIO alkyn-l,l-diyl, C2 až CIO alkyn-l,2-diyl, C3 až 10 alkyn-1,3-diyl, C3 až CIO cykloalk—1,1—diyl, C3 až CIO cykloalk—1,2—diyl, C3 až CIO cykloalk—1,3—diyl, C6 až CIO ar—1,2—diyl, C6 až CIO ar—1,3—diyl, C3 až CIO heteroar-1,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroar-l,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až 10 heterocykl-1,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocykl1,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahmu
-2CZ 306722 B6 jící O, S, N, P; a/nebo sole polyaminokarboxylových kyselin s Na+, K+, Mn2+, Ca2+, Zn2+, Fe3+, Cu2+;
polyfosfonové kyseliny obecného vzorce II
(Π), přičemž RI, R2 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, Cl až CIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO 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 III h2o3p
po3h2 h2o3p
po3h2 přičemž n může být 1 až 5, Y může být ze skupiny obsahující Cl až CIO alkan—1,1—diyl, C2 až CIO alkan-l,2-diyl, C3 až CIO alkan-l,3-diyl, C2 až CIO alken—1,1—diyl, C2 až CIO alken-1,2diyl, C3 až CIO alken-1,3-diyl, C2 až CIO alkyn-1,1-diyl, C2 až CIO alkyn—1,2—diyl, C3 až CIO alkyn-1,3-diyl, C3 až CIO cykloalk-l,l-diyl, C3 až CIO cykloalk-1,2-diyl, C3 až CIO cykloalk-l,3-diyl, C6 až CIO ar-1,2-diyl, C6 až CIO ar-1,3-diyl, C3 až CIO heteroar-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroar-1,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocykl-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocykl—1,3—diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P;
estery kyseliny fosforite s Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, Cl až CIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO 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-(2ethyl-hexyl)-fosforitou kyselinu (HDEHP); amino tris(methylenfosforitou) kyselinu (ATMP) a její estery s Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, Cl až CIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO 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
přičemž Rl, R2, R3 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, R4 symbolizuje zbytek molekuly polymerního nosiče nebo má stejný význam jako R1 až R3. Výhodným diglykolylamidem může být například Ν,Ν,Ν,Ν'-tetraoktyldiglykolylamid (TODGA); kvartémí amoniové sole
R1
R4---N+---R2 \ , X· R (V), přičemž Rl, R2, R3, R4 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, X může být Cl, Br a Γ, 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).
Provedení 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 aktinia a thoria. Zejména při dlouhodobém používání separační kolonky se sorbentem může v důsledku 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.
Objasnění výkresů
Obrázek 1: Rozpadové schéma 235U.
Obrázek 2: Znázorňuje schematicky uspořádání kolon pro separaci Ac, Th, Ra (£ - 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.
-4CZ 306722 B6
Příklady uskutečnění vynálezu
Metodika měření:
Aktivity eluovaných frakcí byly měřeny pomocí scintilačního studnového detektoru Nal(Tl) typu Cil CRC-55tW (Capintec®). 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 řídicím programem MAESTRO) s koaxiálním polovodičovým 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 0 až 2000 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 227Ac se zpravidla (z důvodů nízké intenzity emitovaného záření) provádí nepřímo - akti777 773711 vita byla stanovena z nárůstu aktivity dceřiného Th, Ra a “ Pb v časovém odstupu aspoň 1 měsíc po separaci.
227 227273
Pro všechny uvedené příklady byla jako modelový roztok zvolena směs Ac/ Th/“' Ra, která 726 727727 má chemicky stejné vlastnosti jako “ Ra/“ Ac/“ Th.
Příklad 1: Separace 223Ra od Ac/Th
Připraví se separační kolonka 3. 5 g sorbentu Dowex 1x8, 100 až 200 mesh v Cl cyklu se nechá bobtnat v 0,lM 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 eluát 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 až 200 mesh v Cl 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 peristaltické 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 4 až 8, přičemž Ac se následně eluuje 0,2M HNO3.
Tento příklad 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.
-5CZ 306722 B6
Příklad 3: Čištění Ac od Th g sorbentu polymemího nosiče s kovalentně vázaným komplexačním činidlem (TODGA) se nechá bobtnat v 0,lM HC1. Sorbent se nanese na prázdnou plastovou kolonku o objemu cca 1,5 mL a promyje se cca 30 mL IM 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 rekonstruovány v 1 ml IM HC1 a jsou naneseny na kolonku až do úplného vsáknutí, přičemž jsou jímány 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 “ Ac z ozářených terčů Ra poskytuje aktinium v radiochemické a radionuklidové čistotě postačující pro využití 227Ac jak v radionuklidových generátorech pro získávání 223Ra 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 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 = 30:70 až 10: 90,
    c) eluát z kroku b), obsahující 226Ra, 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, s výhodou je minerální kyselinou HNO3 a/nebo HC1, a popřípadě alespoň jedno komplexační činidlo vybrané ze skupiny zahrnující:
    - polyaminokarboxylové kyseliny obecného vzorce I
    -6CZ 306722 B6
    přičemž n může být 1 až 5, Y může být ze skupiny obsahující Cl až CIO alkan-1,1-diyl, C2 až CIO alkan-l,2-diyl, C3 až CIO alkan-1,3-diyl, C2 až CIO alken-1,1-diyl, C2 až CIO alken-1,25 diyl, C3 až CIO alken-l,3-diyl, C2 až CIO alkyn-1,1-diyl, C2 až CIO alkyn-l,2-diyl, C3 až CIO alkyn-1,3-diyl, C3 až CIO cykloalk—1,1—diyl, C3 až CIO cykloalk-l,2-diyl, C3 až CIO cykloalk-l,3-diyl, C6 až CIO ar—1,2—diyl, C6 až CIO ar—1,3—diyl, C3 až CIO heteroar-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroar-l,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocykl-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO hetero10 cykl—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
    přičemž Rl, R2 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, Cl až CIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO 20 heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, nitril, amin, halogenid (F, Cl, Br, 1),
    - polyfosfonové kyseliny obecného vzorce III
    přičemž n může být 1 až 5, Y může být ze skupiny obsahující Cl až CIO alkan-l,l-diyl, C2 až CIO alkan-l,2-diyl, C3 až CIO alkan-l,3-diyl, C2 až CIO alken—1,1—diyl, C2 až CIO alken-1,230 diyl, C3 až CIO alken-l,3-diyl, C2 až CIO alkyn—1,1—diyl, C2 až CIO alkyn—1,2—diyl, C3 až
    CIO alkyn—1,3—diyl, C3 až CIO cykloalk-1,1-diyl, C3 až CIO cykloalk—1,2—diyl, C3 až CIO cykloalk-l,3-diyl, C6 až CIO ar—1,2—diyl, C6 až CIO ar—1,3—diyl, C3 až CIO heteroar-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroar-1,3-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocykl-l,2-diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO hetero35 cykl—1,3—diyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P;
    - estery kyseliny fosforité s Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, Cl až CIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO 40 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 kyselinu (HDEHP); amino tris(methylenfosforitou) kyselinu (ATMP) a její estery s Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, Cl až CIO heteroalkyl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, hydroxyl, nitril, amin, halogenid (F, Cl, Br, 1),
    - diglykolylamidy obecného vzorce IV
    přičemž Rl, R2, R3 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO 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 je A/VV'.V'-tetraoktyldiglykolylamid (TODGA);
    - kvartérní amoniové sole /R1
    R4---N+---R2 \ , X’
    R3 (V), přičemž Rl, R2, R3, R4 mohou být stejné nebo různé, vybrané ze skupiny zahrnující vodík, Cl až CIO alkyl, C6 až CIO aryl, C3 až CIO heteroaryl obsahující alespoň jeden heteroatom, C3 až CIO heterocyklyl obsahující alespoň jeden heteroatom, kde heteroatomy jsou vybrány ze skupiny zahrnující O, S, N, P, X může být CF, Br a Γ, s výhodou např.: N-Methyl-N,N,N-trioktylamonium chlorid.
  2. 2. Způsob podle nároku l, vyznačený tím, že je-li výstupem z kroku d) směs Ac a Th, nanese se tato směs na kolonu obsahující polymerní nosič obsahující komplexační činidlo, s výhodou je komplexační činidlo na polymerním 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 polymerní 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 CZ2016151A3 (cs)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2016-151A CZ2016151A3 (cs) 2016-03-16 2016-03-16 Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria
EP17713880.7A EP3430177B1 (en) 2016-03-16 2017-03-09 Method for isolation of ac from mixture of radium, actinium and thorium
PCT/CZ2017/050012 WO2017157355A1 (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 CZ2016151A3 (cs) 2016-03-16 2016-03-16 Způsob izolace Ac ze směsi radia, aktinia a thoria

Publications (2)

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

Family

ID=58428017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2016-151A CZ2016151A3 (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) CZ2016151A3 (cs)
WO (1) WO2017157355A1 (cs)

Families Citing this family (3)

* 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
CN115869658A (zh) * 2022-12-29 2023-03-31 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

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809394A (en) * 1996-12-13 1998-09-15 Battelle Memorial Institute Methods of separating short half-life radionuclides from a mixture of radionuclides
WO1998055201A1 (en) * 1997-06-06 1998-12-10 Arch Development Corporation Process for separation and preconcentration of radium from water
US20030194364A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Bond Andrew H. Multicolumn selectivity inversion generator for production of high purity actinium for use in therapeutic nuclear medicine
US20040062695A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Horwitz E. Philip Multivalent metal ion extraction using diglycolamide-coated particles
WO2008108888A2 (en) * 2006-10-05 2008-09-12 Holden Charles S Separation of radium and rare earth elements from monazite
WO2011134672A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Algeta As Isotope production method

Family Cites Families (2)

* 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
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5809394A (en) * 1996-12-13 1998-09-15 Battelle Memorial Institute Methods of separating short half-life radionuclides from a mixture of radionuclides
WO1998055201A1 (en) * 1997-06-06 1998-12-10 Arch Development Corporation Process for separation and preconcentration of radium from water
US20030194364A1 (en) * 2002-04-12 2003-10-16 Bond Andrew H. Multicolumn selectivity inversion generator for production of high purity actinium for use in therapeutic nuclear medicine
US20040062695A1 (en) * 2002-09-30 2004-04-01 Horwitz E. Philip Multivalent metal ion extraction using diglycolamide-coated particles
WO2008108888A2 (en) * 2006-10-05 2008-09-12 Holden Charles S Separation of radium and rare earth elements from monazite
WO2011134672A1 (en) * 2010-04-30 2011-11-03 Algeta As Isotope production method

Also Published As

Publication number Publication date
EP3430177A1 (en) 2019-01-23
EP3430177B1 (en) 2020-11-25
CZ2016151A3 (cs) 2017-05-24
WO2017157355A1 (en) 2017-09-21

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
US6309614B1 (en) Method for isolating and purifying 90Y From 90strontium in multi-curie quantities
Sadeghi et al. Rapid separation of 67, 68 Ga from 68 Zn target using precipitation technique
Mohapatra et al. Evaluation of several multiple diglycolamide-functionalized calix [4] arene ligands for the isolation of carrier free 90Y from 90Sr
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
Guseva et al. A generator system for production of medical alpha-radionuclides Ac-225 and Bi-213
Van der Meulen et al. The production of 82Sr using larger format RbCl targets
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
Kmak et al. Extraction of selenium and arsenic with TOA-impregnated XAD-2 resin from HCl
Kmak et al. Behavior of selenium and arsenic in HCl and HNO3 on TRU, TEVA, DGA, and Pb extraction chromatography resins
US10910123B2 (en) Methods and devices for isolating lead 203
Maiti et al. Simultaneous production and separation of no-carrier-added 111 In, 109 Cd from alpha particle induced silver target
Kameník et al. Alternative approach to study chemical processes for the preparation of 10Be and 26Al targets for AMS
Belovezhdova et al. Recovery of radionuclides with ionic liquids. I. Selective extraction of 241Am
RU2403642C1 (ru) Способ получения изотопа урана-237
WO2022014555A1 (ja) 225Ac溶液の製造方法
US20150098895A1 (en) Set and method for the production of a radiopharmaceutical
US20150098894A1 (en) Set and method for the production of a radiopharmaceutical
Yavari et al. Preparation of 111 In using irradiated natural cadmium target for medical applications with a simple ion exchange method
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
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
US20150098896A1 (en) Set and method for the production of a radiopharmaceutical
Camargo et al. Development of 115 Cd/115m In generator for industrial and environmental applications