KR100755933B1 - 진단용 및 치료용 방사성 동위원소 흡착제 및 이의제조방법 - Google Patents

진단용 및 치료용 방사성 동위원소 흡착제 및 이의제조방법 Download PDF

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한국원자력연구원
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Abstract

본 발명은 의학적 진단용 방사성 동위원소 발생기인 99Mo/99mTc 발생기와 치료용 방사성 동위원소 발생기인 188W/188Re 발생기에 사용되는 새로운 흡착제에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 황산화 알루미나 또는 알루미나-황산화 지르코니아로 이루어진 흡착제는 종래의 흡착제보다 흡착능력이 우수하고, 안정하여 건조된 상태에서 흡착칼럼에 적재하여 방사성 동위원소인 99Mo 또는 188W를 흡착시킬 수 있으며, 칼럼으로부터 99mTc 또는 188Re을 추출하는 방사성 동위원소 발생기에 유용하게 사용할 수 있다.
몰리브덴, 테크네튬, 텅스텐, 레늄, 방사성 동위원소 발생기, 황산화, 흡착제

Description

진단용 및 치료용 방사성 동위원소 흡착제 및 이의 제조방법{Absorbents for radioactive element and preparation method thereof}
본 발명은 의학적 진단용 방사성 동위원소 발생기인 99Mo/99 mTc 발생기와 치료용 방사성 동위원소 발생기인 188W/188Re 발생기에 사용되는 새로운 흡착제에 관한 것이다.
테크네튬-99m(99mTc)은 의학적으로 매우 중요한 방사성 동위원소로 각종 의학적 진단에 사용되고 있다. 상기 99mTc은 6시간의 반감기를 갖는 감마선 방출자로, 몰리브덴-98(98Mo)의 중성자 흡수 또는 핵분열 산물에 의해 만들어진 몰리브덴-99(99Mo)의 자 방사핵종으로, 암 및 심장 질환과 같은 난치성 질환에 대한 각종 의학적 진단에 이용되고 있다.
또한, 진단 영역에 이어 최근 치료용 방사성 의약품에 관한 관심이 모아지는 가운데, 188Re이 전망이 밝은 치료용 핵종으로 부각되고 있다.
상기 188Re은 방사성면역요법(radioimmunotherapy), 활액막절제술(synovectomy), 골동통의 완화 등 여러가지 치료 목적으로 이용되며, 모핵종 188W(반감기: 69일)의 붕괴로 생성되어 188W/188Re 발생기로부터 무담체로 쉽게 얻을 수 있을 수 있고, 반감기가 16.9 시간이고 β-입자로 붕괴하며, 상기 β-입자의 평균에너지를 764 keV(Emax=2.11 MeV)이고 155 keV의 γ선(15%)을 방출한다. 따라서 표지화합물의 생체분포 영상을 얻을 수 있으며 약역학이나 표적장기에 섭취되는 정도와 방사선량의 평가가 가능하다는 장점이 있다.
이러한 99mTc 또는 188Re은 용매추출법 또는 크로마토그래피 기술에 의해 모-자 혼합물로부터 연속적으로 분리될 수 있다. 크로마토그래피 방법은 장치가 보다 작고 조작이 용이하며 시간적 제약을 적게 받는다는 이유 때문에 다른 방법보다 많이 이용되고 있다. 이런 크로마토그래피 99mTc 또는 188Re의 추출 시스템을 "99Mo/99mTc 발생기" 또는 "188W/188Re 발생기"라 하며, 상기 발생기의 편의성과 휴대 성으로 병원에서 99mTc 또는 188Re의 추출이 가능하여 핵의학에서 세계적으로 보편화되고 있다.
현재 사용되고 있는 많은 99 mTc 발생기는 고농축 235U의 핵분열에 의하여 만들어지는 99Mo를 이용하는데, 이러한 핵분열 99Mo는 극단적으로 높은 비방사능(specific activity)을 가지고, 또한 많은 큐리(Curie)양의 99Mo는 작은 부피(2 ~ 5 ㎖ 미만)의 용리액만으로도 효과적으로 용출시킴으로 높은 농도의 99 mTc(99 mTc 1Ci 초과)를 얻을 수 있는 매우 작은 알루미나 칼럼(알루미나 1 ~ 1.5 g)에 흡착될 수 있다. 그러나 235U의 핵분열은 많은 기체 및 고체 방사성 물질을 다량으로 생성하기 때문에 번거롭고 고비용의 폐기물 처리 문제를 야기한다.
원자로에서 조사한 각종 표적물질로부터 99Mo를 추출하기 위한 많은 방법들이 있는데, 미국특허 제5,910,971호는 균질액 원자로의 우라닐 설페이트 핵연료에서 99Mo를 발생시키기 위한 방법 및 장치를 기술하고 있다. 99Mo를 함유하는 핵연료는 밀폐 주기시스템에서 99Mo를 추출하기 위한 유기 흡착제에 통과시켜 회수한다. 미국 특허등록 제5,962,597호는 미국 특허등록 제5,910,971호에서 밝혀진 용액 원자로로부터 99Mo를 추출하기 위한 특정 유기흡착제를 기술하고 있다.
또한, 대한민국 특허출원 2002-7007625호에는 우라늄의 방사성 용액으로부터 99Mo를 유효하게 그리고 선택적으로 추출하는 무기흡착제가 개시되어 있다. 상기 흡착제는 원자로의 높은 방사선 구역에서 사용을 허용하는 높은 방사선 저항성을 가지고 있어, 방사성 폐기물 처분문제를 최소화시키면서 많은 99Mo 추출사이클을 통해 핵연료의 우라늄 농도를 유지하는 밀폐사이클 추출방법을 용이하게 한다.
또한, 미합중국 특허 제4,280,053호는 99Mo로부터 생성된 지르코늄 몰리브덴산염(ZrOMoO4) 겔을 함유하는 99mTc 발생기를 개시하고 있다. 여기서 겔은 다소 과량의 암모니아 수용액 또는 수산화나트륨 용액에 99Mo를 용해시킴으로써 제조된다. 구체적으로는 산을 가하여 pH를 1.5 ~ 7 사이로 조절하고, 생성된 용액을 교반된 지르코늄 수용액에 가하여, 몰리브덴산염 침전물이 형성하고, 침전물을 여과 또는 액체 증류에 의하여 수집한 후, 공기 중에서 건조하고 발생기에서 사용될 수 있는 크기로 분쇄하여 지르코늄 몰리브덴산염을 얻는다.
그러나 상기한 지르코늄 몰리브덴산염 겔의 제조 방법은 산성 슬러리가 형성된 후 pH를 조절하여야만 하고, 슬러리를 여과하고, 세척하여 건조된 침전물을 바람직한 입자크기로 압착 분쇄하여야만 한다. 이러한 다양하고 많은 단계를 거쳐서 고도의 방사성 지르코늄 몰리브덴산염 겔을 상업적인 양으로 생산하는 것은 기술적으로 어려워 바람직하지 않다.
한편, 98Mo에 중성자를 조사시켜 (n, γ) 99Mo를 생성시키기도 하는 데 이러한 반응을 통해서는 낮은 비방사능의 99Mo을 제조할 수밖에 없어 이를 이용하여 발생기를 제조할 경우 필연적으로 용적이 큰 칼럼을 이용하여야 한다. 따라서 용리액의 부피를 증가시키는 결과를 가져오게 되어 저 방사능 농도를 띄는 99 mTc 용액 밖에 생산할 수 없다.
현재 핵분열 99Mo의 국제적 공급은 현재 주로 캐나다에 의존하고 있고, 따라서 안정된 공급과 장거리 이송을 피하기 위해 원료로 핵분열 99Mo를 사용하는 테크네튬 발생기에 대한 대안기술을 개발할 필요가 대두되고 있다. 또한, 상기 188Re을 발생시키는 모핵종 188W은 고농축 235U의 핵분열에 의하여는 생산되지 않기 때문에 핵분열성 물질 이외의 표적물질을 원자로에 조사시켜 생성된 방사성 동위원소를 사용한 발생기 시스템의 도입이 필요하다.
그러나, 핵분열성 물질 이외의 표적물질 조사에 의하여 방사성 동위원소를 생산할 경우, 생산 수율은 중성자속의 제곱에 비례하므로 중성자속이 낮은 원자로의 경우 생산수율이 매우 낮게 된다. 한국, 유럽 및 북아메리카에 있는 대부분의 원자로들의 중성자속은 약 2 × 1014 ~ 5 × 1014 n/cm2ㆍs로 중성자속이 낮은 편이 므로 99Mo 또는 188W은 낮은 비방사능 상태로 얻어진다. 또한, 188W 제조시 186W에 2번의 중성자 포획단계가 필요하므로 상대적으로 수율이 더 낮게 된다. 반면에, 진단 또는 치료용으로 사용되는 방사성 원자는 높은 비방사능을 요구하므로 그 결과, 방사성 동위원소 발생기용으로 고성능의 흡착제가 요구된다.
최근에는, 몰리브덴에 대한 높은 용량의 흡착제를 사용한 발생기 시스템이 일본 카켄사(Kaken Co.)에 의해 제시되었다. 이 발생기 시스템은 흡착제로 지르코늄 폴리머(PZC)와 99 mTc원으로 (n, γ) 몰리브덴(즉, 낮은 비방사성 몰리브덴)을 사용한다. 그러나 상기 물질을 이용한 발생기 칼럼제작은 몰리브덴을 회분방식(배치방식)으로 제조할 뿐만 아니라 회분반응을 위해 용액을 장시간 가열하여야 하는 등 복잡한 방사선이 요구되며, 칼럼을 제조하더라도 작동성능이 떨어지는 단점이 있다.
이에, 본 발명자들은 안정한 물리적 특성과 높은 흡착성능을 가진 흡착제를 개발하기 위하여 연구를 수행하던 중, 황산화 알루미나 및 알루미나-황산화 지르코니아가 물리적 안정성이 뛰어나고, 건조된 상태에서 칼럼에 적재할 수 있으며, 몰리브덴 또는 텅스텐에 대한 흡착량이 높아 이들 방사성 동위원소 발생기용 고성능 흡착제로 사용될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 99Mo/99 mTc 발생기 또는 188W/188Re 발생기에서 몰리브덴 또는 텅스텐을 높은 흡착능으로 흡착할 수 있는 흡착제를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 흡착제의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 99Mo 흡착제 또는 188W 흡착제의 구조적 골격으로서 알루미나 또는 알루미나-지르코니아에 황산기가 도입 또는 비도입되어 형성되는 동위원소 흡착제를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 동위원소 흡착제의 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 흡착제의 구조적 골격으로서 알루미나 또는 알루미나-지르코니아에 황산기가 도입 또는 비도입되어 형성되는 동위원소 흡착제를 제공한다.
본 발명에 따른 동위원소 흡착제에 있어서, 상기 흡착제는 황산화 알루미나 복합체(Al2O3-SO4)의 형태로 제공될 수 있으며, 상기 황산화 알루미나 흡착제의 기공 구조의 형태는 하기 화학식 1로 예측될 수 있다.
Figure 112006081769359-pat00001
또한, 본 발명에 따른 동위원소 흡착제에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나-황산화 지르코니아 복합체(Al2O3-ZrO2-SO4)의 형태로 제공될 수 있으며, 상기 알루미나-황산화 지르코니아 흡착제의 기공 구조의 형태는 하기 화학식 2로 예측될 수 있다.
Figure 112006081769359-pat00002
본 발명에 따른 동위원소 흡착제에 있어서, 상기 동위원소 흡착제의 입자의 크기는 특별히 한정되지 않으나, 10 ~ 500 ㎛ 크기의 입자를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 입자의 크기가 10 ㎛ 미만 또는 500 ㎛를 초과하더라도 흡착 성능에는 문제가 없다. 다만, 상기 범위를 벗어나는 경우에는 방사성 동위원소의 흡착/탈착이 지연되거나 흡착칼럼 내에서 용매의 흐름이 원활히 이루어지지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 동위원소 흡착제에 있어서, 상기 동위원소는 몰리브덴 또는 텅스텐인 것이 바람직하다.
상기 황산화 알루미나 흡착제는 다음과 같이 황산기 상에서 이온교환 반응에 의해 몰리브데이트(MoO4 2 -) 또는 텅스테네이트(WO4 2-)를 흡착한다.
Figure 112006081769359-pat00003
Figure 112006081769359-pat00004
상기 황산화 알루미나 흡착제의 제조방법은,
알콜 용매하에 알루미늄 삼-이차-부톡사이드(aluminium tri-sec-butoxide, 이하 ASB)와 무수 황산을 반응시켜 부톡시기를 황산기로 치환하는 단계(단계 1); 및
상기 단계 1의 반응 용액에 염산을 첨가하여 가수분해시키고, 상기 용액을 일정시간 실온에서 양생시킨 후, 승온하여 건조시켜 겔을 형성하는 단계(단계 2)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 단계 1은 알콜 용매하에 ASB와 무수 황산을 반응시켜 부톡시기를 황산기로 치환하는 단계이다.
이때, 상기 알콜 용매로는 알킬 알콜, 아릴 알콜 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 상기 알콜 용매의 사용량은 ASB 1 mol 당 1 ~ 10 mol인 것이 바람직하다.
이후, 0.01 ~ 5 mol의 무수 황산을 첨가한 후 약 10분 ~ 48시간 동안 교반시켜 상기 ABS의 부톡시기가 황산기로 치환된 반응 용액을 제조할 수 있다.
다음으로 단계 2는 단계 1의 반응 용액에 염산을 첨가하여 가수분해시키고, 상기 용액을 일정시간 실온에서 양생시킨 후, 승온하여 건조시켜 겔을 형성하는 단계이다.
이때, 상기 가수분해에 사용되는 염산은 물 및 에탄올과 함께 첨가되는 것이 바람직하며, 상기 염산, 물 및 에탄올의 첨가량은 물 0.1 ~ 30 mol, 염산 0.001 ~ 1 mol 및 에탄올 0.001 ~ 100 mol인 것이 바람직하다.
상기 염산, 물 및 에탄올이 첨가된 용액은 실온에서 양생시킨 후, 오븐에서 승온하여 건조시켜 겔을 형성한다. 이때, 양생 시간은 1 ~ 72시간 정도가 바람직하며, 건조온도는 50 ~ 300 ℃, 건조 시간은 1 ~ 72시간인 것이 바람직하다.
상기 건조하여 형성된 겔은 막자사발과 막자를 이용하여 갈아 체를 이용하여 크기가 일정한, 바람직하게는 10 ~ 500 ㎛인 겔 입자를 얻을 수 있으며, 알콜, 아세톤을 포함하는 유기용매 등으로 세척하여 건조하는 단계를 더 포함함으로써 순수한 겔 입자를 얻을 수 있다.
상기와 같이 하여 얻어진 본 발명에 따른 흡착제 입자는 오랫동안 사용하기 위해 밀봉된 병에 보관될 수 있다.
또한, 상기 알루미나-황산화 지르코니아 흡착제는 다음과 같이 황산화 지르코니아 상에서 이온교환 반응에 의해 몰리브데이트(MoO4 2-) 또는 텅스테네이트(WO4 2-)를 흡착한다.
Figure 112006081769359-pat00005
Figure 112006081769359-pat00006
상기 알루미나-황산화 지르코니아 흡착제의 제조방법은,
알콜 용매에 녹인 알루미늄 삼-이차-부톡사이드 용액에 염산을 첨가하여 가수분해시켜 부톡시기를 하이드록시기로 치환하는 단계(단계 1);
알콜 용매하에 지르코늄(Ⅳ) 프로폭사이드와 무수 황산을 반응시켜 황산화 지르코늄을 제조하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 1과 단계 2로부터 제조된 반응 용액을 혼합하고, 일정시간 동안 실온에서 양생시킨 후, 승온하여 건조시켜 겔을 형성하는 단계(단계 3)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 단계 1은 알콜 용매에 녹인 알루미늄 삼-이차-부톡사이드 용액에 염산을 첨가하여 가수분해시켜 부톡시기를 하이드록시기로 치환하는 단계이다.
이때, 상기 알콜 용매로는 알킬 알콜, 아릴 알콜 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 상기 알콜 용매의 사용량은 알루미늄 삼-이차-부톡사이드 1 mol 당 1 ~ 10 mol인 것이 바람직하다.
상기 가수분해에 사용되는 염산은 물 및 에탄올과 함께 첨가되는 것이 바람직하며, 상기 염산, 물 및 에탄올의 첨가량은 물 0.1 ~ 30 mol, 염산 0.001 ~ 1 mol 및 에탄올 0.001 ~ 100 mol인 것이 바람직하다.
다음으로, 상기 단계 2는 알콜 용매하에 지르코늄(Ⅳ) 프로폭사이드와 무수 황산을 반응시켜 황산화 지르코늄을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 알콜 용매로는 알킬 알콜, 아릴 알콜 또는 이들의 혼합용매를 사용할 수 있으며, 상기 알콜 용매의 사용량은 지르코늄(Ⅳ) 프로폭사이드 1 mol 당 1 ~ 10 mol인 것이 바람직하다.
상기 무수 황산은 0.001 ~ 30 mol을 첨가하는 것이 바람직하다.
다음으로 상기 단계 3은 상기 단계 1과 단계 2로부터 제조된 반응 용액을 혼합하고, 일정시간 동안 실온에서 양생시킨 후, 승온하여 건조시켜 겔을 형성하는 단계이다.
이때, 양생 시간은 12 ~ 72시간 정도가 바람직하며, 건조온도는 50 ~ 200 ℃, 건조 시간은 12 ~ 72시간인 것이 바람직하다.
상기 건조하여 형성된 겔은 막자사발과 막자를 이용하여 갈아 체를 이용하여 크기가 일정한, 바람직하게는 10 ~ 500 ㎛인 겔 입자를 얻을 수 있다.
상기와 같이 하여 얻어진 본 발명에 따른 흡착제 입자는 오랫동안 사용하기 위해 밀봉된 병에 보관될 수 있다.
상기 방법으로 제조되는 본 발명의 황산화 알루미나 또는 알루미나-황산화 지르코니아로 이루어진 흡착제는 종래의 흡착제보다 흡착능력이 우수하여(표 1 및 2 참조) 방사성 동위원소인 99Mo 또는 188W을 흡착하는 흡착관에 적재하여 99 mTc 또는 188Re을 추출하는 방사성 동위원소 발생기에 유용하게 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의하여 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시 예들은 본 발명을 예시하는 것으로, 본 발명의 내용이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 1> 황산화 알루미나 의 제조 1
용기에 7.64 ㎖의 ASB를 15 ㎖의 옥탄올에 용해시킨 후, 10분간 교반시키면서 무수 황산 0.58 ㎖를 천천히 첨가하고 2시간 동안 반응시켰다. 상기 용액에 0.14 M 염산 0.65 ㎖와 에탄올 1.94 ㎖를 혼합한 용액을 천천히 첨가한 후, 24시간 동안 실온에 방치하고 아세톤과 에탄올에 번갈아가면서 세척한 뒤, 90 ℃에서 24시간 동안 건조시켜 유백색이나 엷은 고동색을 띈 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 건조 후 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 다음 아세톤을 가하여 끓이고 난 후 80 ℃에서 24시간 동안 건조시키고 밀봉보관 하였다.
< 실시예 2> 황산화 알루미나 의 제조 2
용기에 7.64 ㎖의 ASB를 에탄올 5 ㎖와 옥탄올 10 ㎖를 혼합한 용액에 용해시킨 후, 30분간 교반시키면서 무수 황산 0.58 ㎖를 천천히 첨가하고 20분간 반응시켰다. 다른 용기에는 0.14 M 염산 0.65 ㎖를 1.94 ㎖의 에탄올에 첨가 후 교반하였다. 이후, 반응한 ASB용액에 염산-에탄올 혼합 용액을 천천히 첨가한 후, 24시간 동안 실온에 방치하고 90 ℃에 24시간 동안 건조시켜 유백색이나 엷은 고동색을 띈 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 다음 아세톤과 에탄올에 번갈아 가면서 세척하고 90 ℃에서 24시간 건조시킨 후 밀봉 보관하였다.
< 실시예 3> 황산화 알루미나 의 제조 3
용기에 7.94 ㎖의 ASB를 이소 부탄올 4.5 ㎖에 용해시킨 후 10분간 교반시키면서 에탄올 4.5 ㎖를 천천히 첨가하고 1시간 동안 교반시키면서 무수 황산 0.58 ㎖를 천천히 첨가하고 1시간 동안 반응시켰다. 다른 용기에는 0.14 M 염산 0.54 ㎖를 1.62 ㎖의 에탄올에 첨가 후 교반하였다. 이후, 반응한 ASB용액에 상기 염산-에탄올 혼합 용액을 천천히 첨가한 후, 24시간 동안 실온에 방치하고, 80 ℃에서 24시간, 130 ℃에서 24시간 및 150 ℃에서 24시간 동안 건조시켜 유백색이나 엷은 고동색을 띈 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 후, 아세톤으로 세척하고 아세톤으로 끓였다. 이후 상기 용액을 80 ℃에서 24시간 동안 건조시킨 후 밀봉 보관하였다.
< 실시예 4> 황산화 알루미나의 제조 4
용기에 15.88 ㎖의 ASB를 에탄올 10 ㎖와 옥탄올 20 ㎖의 혼합 용액에 용해시킨 후, 30분간 교반시키면서 무수 황산 1.16 ㎖를 천천히 첨가하고 1시간 동안 반응시켰다. 다른 용기에는 0.14 M 염산 1.08 ㎖를 3.24 ㎖의 에탄올에 첨가 후 교반하였다. 이후 과정은 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여 유백색이나 엷은 고동색을 띈 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다.
< 실시예 5> 황산화 알루미나의 제조 5
용기에 7.94 ㎖의 ASB를 12 ㎖의 이소부탄올에 용해시킨 후 10분간 교반시킨 다음 상기 용액에 에탄올 3 ㎖을 첨가 후 다시 10분간 교반시키면서 무수 황산 0.65 ㎖를 천천히 첨가하고 1시간 30분 동안 반응시켰다. 다른 용기에는 0.14 M 염산 0.54 ㎖를 1.62 ㎖의 에탄올에 첨가하고 균일하게 혼합되도록 교반하였다. 반응한 ASB용액에 상기 염산-에탄올 혼합 용액을 천천히 첨가한 후, 24시간 동안 실온에 방치하고, 80 ℃에서 24시간, 130 ℃에서 8시간 동안 건조시켜 유백색이나 엷은 고동색을 띈 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 후 밀봉 보관하였다.
< 실시예 6> 알루미나-황산화 지르코니아 화합물의 제조 1
(1) 용액 1 : 용기에 7.64 ㎖의 ASB를 17.5 ㎖의 에탄올에 용해시킨 후 30분간 교반시키면서 0.27 ㎖의 0.14 M 염산을 첨가하였다.
(2) 용액 2 : 4.64 ㎖의 지르코늄(Ⅳ) 프로폭사이드를 8.75 ㎖의 에탄올에 첨가한 후 0.42 ㎖의 무수 황산을 천천히 가한 뒤 30분 동안 반응시켰다.
(3) 상기 용액 1에 상기 용액 2를 천천히 첨가한 후 30분 동안 반응시키고 0.81 ㎖의 0.14 M 염산을 첨가한 뒤 24시간 동안 실온에서 방치하고 24시간 동안 80 ℃에서 건조시켜 백색 또는 유백색의 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 후 밀봉 보관하였다.
< 실시예 7> 알루미나-황산화 지르코니아 화합물의 제조 2
(1) 용액 1 : 용기에 7.64 ㎖의 ASB를 17.5 ㎖의 에탄올에 용해시킨 후 1시간 동안 교반시키면서 0.27 ㎖의 0.14 M 염산을 첨가하고 1시간 동안 교반하였다.
(2) 용액 2 : 4.64 ㎖의 지르코늄(Ⅳ) 프로폭사이드에 0.42 ㎖의 무수 황산을 천천히 가한 뒤 1시간 동안 반응시킨 뒤, 8.75 ㎖의 에탄올을 첨가하였다.
(3) 상기 용액 1에 상기 용액 2를 천천히 첨가한 후 1시간 동안 반응시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수행하여 백색 또는 유백색의 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 후 밀봉 보관하였다.
< 실시예 8> 알루미나-황산화 지르코니아 화합물의 제조 3
(1) 용액 1 : 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하였다.
(2) 용액 2 : 무수 황산을 0.84 ㎖ 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수행하였다.
(3) 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하여 백색 또는 유백색의 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 후 밀봉 보관하였다.
< 실시예 9> 알루미나-황산화 지르코니아 화합물의 제조 4
(1) 용액 1 : 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하였다.
(2) 용액 2 : 무수 황산을 1.68 ㎖ 첨가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 수행하였다.
(3) 80 ℃에서 24시간 동안 건조시킨 후, 250 ℃에서 25분 동안 건조시키는 것을 제외하고는 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하여 백색 또는 유백색의 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 후 밀봉 보관하였다.
< 실시예 10> 알루미나-황산화 지르코니아 화합물의 제조 5
(1) 용액 1 : 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하였다.
(2) 용액 2 : 0.172 g의 질산 이트륨(yttrium nitrate)을 8.75 ㎖의 에탄올에 첨가하여 용해시킨 후, 4.64 ㎖의 지르코늄(Ⅳ) 프로폭사이드를 첨가하고 0.84 ㎖의 무수 황산을 천천히 가한 뒤 1시간 동안 반응시켰다.
(3) 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 수행하여 백색 또는 유백색의 입자로 된 세라믹 물질을 얻었다. 이후, 막자사발과 막자를 이용하여 상기 화합물을 분말로 만든 후 밀봉 보관하였다.
< 실험예 1> 몰리브덴( Mo ) 흡착 성능 실험
본 발명에 따른 흡착제가 테크네슘의 모핵인 몰리브덴을 어느정도 흡착할 수 있는지 알아보기 위하여 다음과 같이 수행하였다.
<1-1> 황산화 알루미나( Al 2 O 3 - SO 4 )의 몰리브덴( Mo ) 흡착 성능 실험
상기 실시예 1 ~ 5에 따라 제조된 각 흡착제와 종래 흡착제로 사용된 알루미나 각각 0.5 g을 pH가 10.5이고 농도가 10,500 mg/ℓ인 몰리브덴(Mo) 용액 각 25 ㎖에 첨가하여 2시간 동안 실온에서 교반하여 반응시킨 후 다중채널 파고분석기 (HPGe-ray detector, EG & G Ortec, Model # GEM 10175)를 이용하여 상기 용액 안의 몰리브덴 양의 변화를 측정하였다. 상기 몰리브덴 용액은 흡착제와 반응시키기 전에 방사성 동위원소인 99Mo를 추적자(tracer)로 첨가하여 그 농도가 0.25 μCi/ ㎖가 되게 하였다. 수용액의 방사능량의 변화를 측정함으로써 몰리브덴의 흡착량을 계산하여 그 결과를 다음 표 1에 나타냈다.
구분 흡착량 (mg/g)
실시예 1 208
실시예 2 216
실시예 3 218
실시예 4 170
실시예 5 240
알루미나 < 5
표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 황산화 알루미나 흡착제는 종래 흡착제인 알루미나보다 약 40배의 높은 흡착률을 나타내었다.
<1-2> 알루미나- 황산화 지르코니아(Al 2 O 3 -ZrO 2 -SO 4 )의 몰리브덴( Mo ) 흡착 성능 실험
상기 황산화 알루미나 흡착제 대신 실시예 6 ~ 실시예 10에 따라 제조된 알루미나-황산화 지르코니아 흡착제를 사용하는 것을 제외하고는 <1-1>과 동일한 방법으로 흡착 성능을 측정한 후, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
구분 흡착량 (mg/g)
실시예 6 109
실시예 7 93
실시예 8 231
실시예 9 211
실시예 10 217
알루미나 < 5
표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 황산화 알루미나 흡착제는 종래 흡착제인 알루미나보다 약 20 ~ 40배의 높은 흡착률을 나타내었다. 따라서 본 발명에 따른 흡착제는 의학적 진단용 방사성 동위원소 발생기인 99Mo/99 mTc 발생기에 사용되는 흡착제로서 유용하게 사용될 수 있다.
< 실험예 2> 테크네튬( 99 m Tc ) 용리 실험
본 발명에 따른 흡착제가 테크네튬을 어느정도 용리할 수 있는지 알아보기 위하여 다음과 같이 수행하였다.
<2-1> 황산화 알루미나( Al 2 O 3 - SO 4 )의 테크네튬( 99 m Tc ) 용리 실험
내경 1 cm의 칼럼에 실시예 5에 따라 제조된 황산화 알루미나 2 g을 유리모래(glass beads) 상-하 각 0.2 g 사이에 채우고 pH가 10.5이고 농도가 10,500 mg/ℓ인 몰리브덴(Mo) 용액 50 ㎖를 1 ㎖/min의 유속으로 칼럼을 통과시킨 후, 흡착된 량을 다중채널 파고분석기(HPGe-ray detector, EG & G Ortec, Model # GEM 10175)을 이용하여 측정하였다. 그 결과 흡착량은 392 mg/g이었다.
상기 흡착 후, 용리되는 테크네튬의 양을 측정한 후 용리율을 계산하였다. 이 경우도 상기 다중채널 파고분석기를 이용하여 측정하였다.
그 결과 상기 황산화 알루미나의 테크네튬 용리율은 약 60 ~ 80%를 나타내었다.
<2-2> 알루미나- 황산화 지르코니아(Al 2 O 3 -ZrO 2 -SO 4 )의 테크네튬( 99 m Tc ) 용리 실험
상기 황산화 알루미나 흡착제 대신 실시예 10의 방법으로 제조된 알루미나-황산화 지르코니아 흡착제를 사용하는 것을 제외하고는 <2-1>의 방법과 동일한 방법으로 수행하여 흡착량과 용리율을 측정하였다.
그 결과 상기 알루미나-황산화 지르코니아 흡착제의 흡착량은 195 mg/g이었으며, 상기 알루미나-황산화 지르코니아 흡착제의 테크네슘 용리율은 약 60 ~ 85%를 나타내었다.
<실험 3> 텅스텐(W) 흡착 성능실험
본 발명에 따른 흡착제가 레늄(188Re)의 모핵인 텅스텐(188W)을 어느 정도 흡착할 수 있는지 알아보기 위하여 다음과 같이 수행하였다.
상기 실시예 5에 따라 제조된 황산화 알루미나 흡착제 0.5g을 pH가 10.5이고 농도가 25,000 mg/ℓ인 텅스테이트(WO4 2 -) 용액 25 ㎖에 첨가하여 2시간 동안 실온에서 교반하여 반응시킨 후, 다중채널 파고분석기(HPGe-ray detector, EG & G Ortec, Model # GEM 10175)을 이용하여 상기 용액 안의 텅스텐 양의 변화를 측정하였다. 상기 텅스테이트 용액은 흡착제와 반응시키기 전에 방사성 동위원소인 188W를 추적자(tracer)로 첨가하여 그 농도가 0.25 μCi/ ㎖가 되게 하였다.
측정 결과, 상기 알루미나의 텅스텐(W) 흡착량은 5 mg/g 미만인 반면, 황산화 알루미나 흡착제의 텅스텐(W) 흡착량은 480 mg/g을 나타냄으로써 약 80배의 높은 흡착량을 나타내었다.
따라서 본 발명에 따른 흡착제는 치료용 방사성 동위원소 발생기인 188W/188Re 발생기에 사용되는 새로운 흡착제로서 유용하게 사용될 수 있다.
이하에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 황산화 알루미나 또는 알루미나-황산화 지르코니아로 이루어진 흡착제는 종래의 흡착제보다 흡착능력이 우수하고, 안정하여 건조된 상태에서 흡착칼럼에 적재하여 방사성 동위원소인 99Mo 또는 188W를 흡착시킬 수 있으며, 칼럼으로부터 99mTc 또는 188Re을 추출하는 방사성 동위원소 발생기에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (11)

  1. 흡착제의 구조적 골격으로서 알루미나 또는 알루미나-지르코니아에 황산기가 도입 또는 비도입되어 형성되는 동위원소 흡착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡착제는 황산화 알루미나 복합체(Al2O3-SO4)인 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흡착제는 알루미나-황산화 지르코니아(Al2O3-ZrO2-SO4) 복합체인 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 동위원소는 몰리브덴 또는 텅스텐인 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제.
  5. 알콜 용매하에 알루미늄 삼-이차-부톡사이드와 무수 황산을 반응시켜 부톡시 기를 황산기로 치환하는 단계(단계 1);
    상기 단계 1의 반응 용액에 염산을 첨가하여 가수분해시키고, 상기 용액을 일정시간 실온에서 양생시킨 후, 승온하여 건조시켜 겔을 형성하는 단계(단계 2)를 포함하여 이루어지는 동위원소 흡착제의 제조방법.
  6. 알콜 용매에 녹인 알루미늄 삼-이차-부톡사이드 용액에 염산을 첨가하여 가수분해시켜 부톡시기를 하이드록시기로 치환하는 단계(단계 1);
    알콜 용매하에 지르코늄(Ⅳ) 프로폭사이드와 무수 황산을 반응시켜 황산화 지르코늄을 제조하는 단계(단계 2); 및
    상기 단계 1과 단계 2로부터 제조된 반응 용액을 혼합하고, 일정시간 동안 실온에서 양생시킨 후, 승온하여 건조시켜 겔을 형성하는 단계(단계 3)를 포함하여 이루어지는 동위원소 흡착제의 제조방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 알콜 용매는 알킬 알콜, 아릴 알콜 및 이들의 혼합용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제의 제조방법.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 가수분해에 사용되는 염산은 물 및 에탄올과 함께 첨가되는 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 염산, 물 및 에탄올의 첨가량은 물 0.1 ~ 30 mol, 염산 0.001 ~ 1 mol 및 에탄올 0.001 ~ 100 mol인 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제의 제조방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 양생 시간 및 건조 시간은 1 내지 72시간이고, 상기 건조 온도는 50 ~ 300 ℃인 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서, 상기 양생 시간 및 건조 시간은 12 내지 72시간이고, 상기 건조 온도는 50 ~ 200 ℃인 것을 특징으로 하는 동위원소 흡착제의 제조방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8758714B2 (en) 2008-05-08 2014-06-24 Korea Atomic Energy Research Institute Adsorbents for radioisotopes, preparation method thereof, and radioisotope generators using the same
JP2018038936A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 擬ベーマイト系アルミナのモリブデン吸着剤及びそれを用いた９９Ｍｏ／９９ｍＴｃジェネレータ
JP2018038935A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 バイヤライト系アルミナのモリブデン吸着剤及びそれを用いた９９Ｍｏ／９９ｍＴｃジェネレータ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08309182A (ja) * 1995-05-22 1996-11-26 Japan Atom Energy Res Inst ９９Ｍｏ−９９ｍＴｃジェネレータ用Ｍｏ吸着剤およびその製造方法
KR20030067476A (ko) * 2000-01-21 2003-08-14 티시아이 인코퍼레이티드 조사 우라늄 용액으로부터 몰리브덴-99를 추출하기 위한무기흡착제 및 그의 사용방법
KR20060017047A (ko) * 2004-08-19 2006-02-23 한국원자력연구소 몰리브덴-99/테크네튬-99ｍ 발생기용 몰리브덴 흡착제 및그의 제조방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08309182A (ja) * 1995-05-22 1996-11-26 Japan Atom Energy Res Inst ９９Ｍｏ−９９ｍＴｃジェネレータ用Ｍｏ吸着剤およびその製造方法
KR20030067476A (ko) * 2000-01-21 2003-08-14 티시아이 인코퍼레이티드 조사 우라늄 용액으로부터 몰리브덴-99를 추출하기 위한무기흡착제 및 그의 사용방법
KR20060017047A (ko) * 2004-08-19 2006-02-23 한국원자력연구소 몰리브덴-99/테크네튬-99ｍ 발생기용 몰리브덴 흡착제 및그의 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8758714B2 (en) 2008-05-08 2014-06-24 Korea Atomic Energy Research Institute Adsorbents for radioisotopes, preparation method thereof, and radioisotope generators using the same
JP2018038936A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 擬ベーマイト系アルミナのモリブデン吸着剤及びそれを用いた９９Ｍｏ／９９ｍＴｃジェネレータ
JP2018038935A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 バイヤライト系アルミナのモリブデン吸着剤及びそれを用いた９９Ｍｏ／９９ｍＴｃジェネレータ

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