KR20210011819A - 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 액화 라듐(Radium)을 유동시켜 챔버 내부의 반응공간으로 로딩하는 단계, 챔버 내부의 반응공간으로 입자빔을 조사하여 핵반응하여 악티늄(Actinuim)을 생산하는 단계, 및 액화 라듐과 악티늄을 포함하는 생성물을 챔버 외부로 유동시는 언로딩 단계를 포함하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법은 액화된 상태의 Ra-226을 이용하여 Ac-225를 생산하며, 생산이후 액화된 상태로 유동시키고 Ac-225를 분리한 후 재사용하여 핵반응 시킬 수 있으므로 상태 변화에 따른 손실을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, Ra-226 에서 생성되는 라돈(Radon)을 배출시키고 격리할 수 있는 라돈 포집부가 구비되므로 라돈에 의한 방사선 피폭을 방지하여 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법은 액화된 상태의 Ra-226을 이용하여 Ac-225를 생산하며, 생산이후 액화된 상태로 유동시키고 Ac-225를 분리한 후 재사용하여 핵반응 시킬 수 있으므로 상태 변화에 따른 손실을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, Ra-226 에서 생성되는 라돈(Radon)을 배출시키고 격리할 수 있는 라돈 포집부가 구비되므로 라돈에 의한 방사선 피폭을 방지하여 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 액화 라듐을 핵반응시켜 악티늄을 생산할 수 있는 생산방법에 관한 것이다.
치료용 방사성 의약품인 Actinium-225를 생산하기 위해서는 226Ra(p, 2n)225Ac의 핵반응으로 Radium-226 타겟 물질에 양성자를 가속시켜 충돌시키면 두 개의 중성자가 빠져나오면서 Ac-225가 생성된다. 이때 사용되는 Ra-226 물질은 일반적으로 고체 타겟 중에서도 파우더 형태의 타겟을 사용하게 된다. 양성자가 조사된 Ra-226파우더는 파우더에 포함되어 있는 핵반응되어 생성된 Ac-225를 분리시키기 위해 일련의 분리 및 정제 과정을 거치게 된다. 이를 위해 Ra-226은 액화된 형태로 녹이게 되고, 분리 및 정제 과정을 거친 후 다시 Ac-225를 생산하기 위한 재사용을 위해 파우더 형태로 만드는 과정을 거치게 된다. 이와같은 파우더 형태의 Ra-226을 이용하여 Ac-225를 생산하는 방법과 관련하여 미국등록특허 US 6,680,993가 개시되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 기술은 Ac-225의 생산을 위한 일련의 과정에서 파우더와 액화된 상태로 변화됨에 따라 Ra-226의 양적 손실을 보게 된다. 현재 Ra-226은 약 1600년의 긴 반감기를 가지고 있고, 붕괴 과정에서 불활성 가스인 라돈을 방출하는 문제점이 있으므로 처리 및 저장에 어려움이 있었으며, 그로인해 추가적인 생산이 중단된 상태이다. 따라서 세계적으로 얼마 남지 않은 Ra-226을 이용하여 Ac-225를 생산하는 과정에서 Ra-226의 손실을 최소화 하는 것이 바람직하다.
본 발명은 종래의 Ra-226을 이용하여 핵반응으로 Ac-225를 생성하는 과정에서 발생할 수 있는 Ra-226의 손실을 최소화 하기 위한 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기 과제의 해결 수단으로서, 액화 라듐(Radium)을 유동시켜 챔버 내부의 반응공간으로 로딩하는 단계, 챔버 내부의 반응공간의 액화 라듐에 입자빔을 조사하여 핵반응을 통해 악티늄(Actinuim)을 생산하는 단계, 및 액화 라듐과 악티늄을 포함하는 생성물을 챔버 외부로 유동시는 언로딩 단계를 포함하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법이 제공될 수 있다.
한편, 본 발명은 생성물로부터 악티늄을 분리하는 분리단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 생성물로부터 악티늄이 분리된 잔여 액화 라듐을 챔버의 반응공간으로 유동시키는 재적재 단계를 포함할 수 있다.
또한, 로딩 단계 또는 언로딩 단계수행 중 생성물에 포함된 라돈(Radon)이 배출되는 라돈 배출단계를 더 포함할 수 있다.
나아가, 라돈 배출단계는 라돈을 응축시켜 폐기할 수 있다.
또한, 라돈 배출단계는 라돈을 외부 공기와 희석시켜 배출시킬 수 있다.
한편, 로딩 단계는 기 설정된 양의 라듐을 반응 공간으로 유동시킬 수 있다.
또한, 로딩 단계는 시린지 펌프를 이용하여 기 설정된 양의 라듐을 반응 공간으로 유동시킬 수 있다.
한편, 언로딩 단계는 챔버의 반응공간에 비활성 기체를 유입시켜 생성물을 언로딩할 수 있다.
한편, 라듐은 유기용액를 이용하여 액화시킬 수 있다.
나아가, 유기 용액은 NO3 또는 Cl2가 될 수 있다.
또한, 악티늄을 분리하는 단계 이후 수행되는 분리된 악티늄을 정제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법은 액화된 상태의 Ra-226을 이용하여 Ac-225를 생산하며, 생산이후 액화된상태로 유동시키고 Ac-225를 분리한 후 재사용하여 핵반응 시킬 수 있으므로 상태 변화에 따른 Ra-226의 손실을 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, Ra-226 에서 생성되는 라돈(Radon)을 배출시키고 격리할 수 있는 라돈 포집부가 구비되므로 라돈에 의한 방사선 피폭을 방지하여 안정성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 악티늄 생산 방법이 수행되는 악티늄 생산 장치의 개념을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 구성을 구체화한 일 실시예이다.
도 4는 로딩 단계가 나타난 개념도이다.
도 5는 로딩 단계가 나타난 다른 개념도이다.
도 6은 악티늄을 생산하는 단계가 나타난 개념도이다.
도 7은 언로딩 단계가 나타난 개념도이다.
도 8은 언로딩 단계의 수행 시 라돈을 배출하는 단계가 나타난 개념도이다.
도 9는 악티늄을 분리 및 정제하기 위해 생성물을 이동시키는 단계가 나타난 개념도이다.
도 10은 재적재 단계를 수행하기 전 액화 라듐을 유동시킨 모습이 도시되어 있다.
도 2는 본 발명에 따른 악티늄 생산 방법이 수행되는 악티늄 생산 장치의 개념을 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 구성을 구체화한 일 실시예이다.
도 4는 로딩 단계가 나타난 개념도이다.
도 5는 로딩 단계가 나타난 다른 개념도이다.
도 6은 악티늄을 생산하는 단계가 나타난 개념도이다.
도 7은 언로딩 단계가 나타난 개념도이다.
도 8은 언로딩 단계의 수행 시 라돈을 배출하는 단계가 나타난 개념도이다.
도 9는 악티늄을 분리 및 정제하기 위해 생성물을 이동시키는 단계가 나타난 개념도이다.
도 10은 재적재 단계를 수행하기 전 액화 라듐을 유동시킨 모습이 도시되어 있다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예인 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법의 순서도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법은 로딩하는 단계(S100), 악티늄을 생산하는 단계(S200), 언로딩 단계(S300), 라돈 배출단계(S400), 악티늄 분리 및 정제 단계(S500), 및 재적재 단계(S600)를 포함하여 구성될 수 있다.
로딩하는 단계(S100)는 액화된 라듐을 챔버 내의 반응 공간으로 이동시키는 단계에 해당한다. 여기서 라듐은 유기용액을 이용하여 액화될 수 있으며, 일 예로 라듐은 Cl2 또는 NO3 와 같은 이온결합시킨 액화된 상태로 유동될 수 있다. 로딩하는 단계(S100)는 챔버 외부에서 액화된 라듐에 압력을 가하여 반응공간으로 유동시키는 방식으로 수행될 수 있다. 일 예로 반복되는 로딩하는 단계(S100)에서 일정한 양을 유동시킬 수 있도록 시린지 펌프(syringe pump)가 구비될 수 있다. 한편 로딩하는 단계(S100)에서는 라돈 배출단계(S400)가 동시에 수행될 수 있다. 라돈 배출단계(S400)는 라듐이 붕괴되면서 발생되는 방사성 가스인 라돈(Radon)을 생성물로부터 분리하여 별도의 공간으로 이송시키는 단계에 해당한다. 라돈은 라듐이 자연붕괴되면서 지속적으로 발생하게 되며, 액화 라듐 또는 액화 생성물을 이송시키는 과정에서 자연스럽게 바이알로부터 배출될 수 있게 된다.
라돈 배출단계(S400)는 일 예로, 바이알(vial) 에서 기체만 배출(ventilation)하여 수행될 수 있다. 구체적으로 로딩하는 단계(S100)에서는 시린지 펌프를 이용하여 액화 라듐을 일측의 유로를 통하여 챔버로 이송시킬 때, 유로와 챔버 내부에 존재하는 기체가 타측의 유로를 통하여 바이알로 이동되며, 바이알에서는 일측에 연결되어 있는 유로를 통하여 라돈을 포함한 가스가 배출되며, 이후 라돈의 포집과 같은 처리가 이루어질 수 있다.
라돈을 처리하는 단계는 극저온에서 배출된 가스로부터 라돈을 응축시켜 부피를 줄인 뒤 방사성 폐기물로 처리할 수 있다. 또한 라돈의 반감기는 3.82일로 밝혀져 있으므로, 소정 시간동안 라돈 가스를 저장하여 다수회의 반감기를 거쳐 방사능이 방사선법에 의한 기순 수치 이하로 약해진 때 외부로 배출하거나, 충분한 양의 공기와 희석하여 외부로 배출할 수 있다.
악티늄을 생산하는 단계(S200)는 챔버 내에 액화된 라듐의 적재가 완료된 경우 입자가속기로부터 가속된 입자 빔을 챔버 내의 반응 공간으로 조사하는 단계에 해당한다. 악티늄을 생산하는 단계(S200)는 챔버 내의 액화된 라듐의 부피, 빔 조사 면적, 챔버의 냉각성능 및 챔버 내의 압력 등의 전체적인 장치의 성능을 고려하여 입자빔의 에너지 또는 플럭스를 조절하여 수행될 수 있다.
입자빔이 조사되면 액화상태의 Ra-226에서 p,2n 핵반응이 발생하게 되며, Ac-225가 발생하게 된다. 반응 공간 내부에서는 악티늄을 생산하기 위해 입자빔을 조사하더라도 전체가 전부 핵반응되지 않으며, 일부만이 핵반응 하여 Ac-225으로 변환된다.
언로딩 단계(S300)는 핵반응이 완료된 경우 액화 생성물을 챔버로부터 배출하기 위해 수행된다. 언로딩 단계(S300)는 일 예로 반응 공간에 비활성 기체, 예를 들어 18족 원소인 He 가스를 불어넣어 액화된 라듐과 생성물인 액화된 악티늄을 챔버의 외부로 배출하게 된다. 언로딩 단계(S300)에서도 전술한 라돈 배출단계(S400)가 수행될 수 있다. 기체의 배출은 액화 라듐을 비활성 기체로 불어넣어 바이알로 이송시키는 과정에서 자연스럽게 이루어질 수 있다. 구체적으로 액화 생성물을 이동시킬 수 있도록 비활성 기체인 헬륨 가스를 챔버 내로 불어 넣으면, 챔버의 일측에 연결되어 있는 유로를 통하여 액화 생성물이 바이알로 이송되며, 이에 대응하여 라돈을 포함한 가스가 바이알의 외부로 배출된다.
전술한 라돈 배출단계(S400)는 라듐이 붕괴되면서 발생되는 방사성 가스인 라돈을 배출하는 단계에 해당한다. 라돈은 라듐이 자연붕괴되면서 지속적으로 발생하게 되는데, 전체적인 생산과정에서 수회 수행될 수 있다. 라돈 배출단계(S400)는 액체 라듐 또는 액체 생성물을 이송시키는 과정에서 압력차이의 발생으로 자연스럽게 바이알 외부로 배출될 수 있다.
악티늄 분리 및 정제 단계(S500)는 라돈이 분리된 생성물에서 악티늄을 분리하고 정제하는 단계에 해당한다. 악티늄의 분리 및 정제 단계(S500)는 바이알로부터 악티늄 분리 및 정제를 위한 공간, 예를 들어 글로브 박스 혹은 핫셀(Hot-cell)과 같은 공간으로 이송시킨 뒤에 수행될 수 있다. 악티늄 분리는 액화 악티늄과 액화 라듐을 분리하여 수행된다. 악티늄 정제는 분리된 액화 악티늄을 의료용으로 사용될 수 있도록 정제하는 단계이다. 분리된 악티늄에는 다른 불순물들이 포함되어 있으므로, 이를 제거하여 순도 높은 악티늄을 생성할 수 있게 된다.
재적재 단계(S600)는 생성물에서 액화 악티늄을 분리한 잔여물질, 즉 순수 액화 라듐을 다시 핵반응에 사용할 수 있도록 챔버로 이동시켜 다시 로딩하는 단계에 해당한다. 재적재 단계(S600)도 로딩 단계(S100)와 마찬가지로 시린지 펌프를 이용하여 정량을 챔버로 유동시켜 수행될 수 있다. 또는 헬륨을 유동시켜 수행될 수 있다.
한편, 별도의 단계로 표시하지는 않았으나, 분리된 액화 라듐을 챔버에 재적재 하기 전 불순물을 제거하여 순수 액화 라듐상태로 처리할 수 있다. 또한 악티늄과 라듐의 분리과정에서 추가되는 용액에 의해 부피가 증가된 분리된 액화 라듐이 농축될 수 있다.
이상에서 설명한 액화 라듐(1)을 이용한 악티늄 생산 방법은 액화 상태의 라듐을 이용하고 핵반응 이후 생성되는 악티늄을 분리한 뒤 순수 액화 라듐 을 다시 핵반응에 이용할 수 있게 된다.
한편, 이상에서 설명하지는 않았으나, 챔버(100)와 연결되는 빔라인은 진공상태로 유지될 수 있으며, 챔버(100) 내의 반응 공간(110)에는 빔라인과 독립적으로 액화된 타겟이 유동할 수 있도록 빔라인과 격리될 수 있다. 빔라인과의 격리는 입자빔(10)의 조사 경로상에 금속 재질로 구성되는 포일(101)이 구비되어 빔라인과 챔버(100)를 각각 밀봉하도록 구성될 수 있다. 한편, 포일(101)이 빔라인과 챔버(100)의 연결부분에서 각각의 개구부를 밀봉하는 경우, 입자빔(10)이 조사되는 경우에 열이 발생하므로, 이를 냉각하기 위한 별도의 냉각부가 구비될 수 있다. 다만, 이와 같은 구성은 액화된 타겟을 이용하는 방사성 물질 제조 장치에서 일반적으로 사용되고 있는 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 악티늄 생산 방법이 수행되는 악티늄 생산 장치의 개념을 나타낸 블록도이다. 도 3은 도 2의 구성을 구체화한 일 실시예이다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 챔버(100), 시린지 펌프(300), 바이알(200), 라돈 포집부(500), 헬륨 소스(400) 및 악티늄 분리 및 정제부(600) 를 포함한 악티늄 생산 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
전술한 바와 같이, 바이알(200)은 액화 라듐(1) 및 핵반응 생성물이 일시적으로 적재되는 공간이며, 액화 라듐(1)은 바이알(200)로부터 시린지 펌프(300)를 거쳐 챔버(100)로 유동될 수 있다. 챔버(100)에서 핵반응이 이루어진 이후에는 액화 라듐(1)과 액화 악티늄(2)이 바이알(200)로 유동된다. 바이알(200)에서는 시린지 펌프가 작동되거나, 헬륨 가스가 공급됨에 따라 압력이 유지되기 위해 일측으로 가스가 배출된다. 배출된 가스는 별도의 유로를 통하여 이동하며, 라돈 포집부(500)를 통과하면서 라돈이 포집 또는 응축될 수 있다. 구체적으로 로딩 과정 또는 언로딩 과정에서 시린지 펌프(300) 또는 헬륨 소스(400)의 작동에 의해 유로상의 압력이 증가하면 최종적으로 바이알(200)의 일측으로부터 가스가 배출된다. 배출된 가스는 유로를 통하여 라돈 포집부(500)로 이동할 수 있게 된다.
악티늄 분리 및 정제부(600)는 핵반응으로 생성된 생성물이 이송되어액화 악티늄(2)과 액화 라듐(1)을 서로 분리된다. 분리된 액화 악티늄(2)은 악티늄 정제부(700)에서 정제시키게 되고, 분리된 액화 라듐(1)은 정제과정을 거쳐 다시 바이알(200)로 이동하여 다음 핵반응을 준비한다. 한편, 본 실시예에서는 액화 라듐(1)은 Radium Chloride(RaCl2), 액화 악티늄(2)은 Actinium Chloride(AcCl3)을 예를 들어 설명하였으나 이는 일 예일 뿐, 다양한 유기액체를 이용하여 액화시킨 악티늄이 이용될 수 있다.
이하에서는 도 4 내지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 액화 라듐(1)을 이용한 악티늄 생산 방법의 수행에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 4 및 도 5는 로딩 단계가 나타난 개념도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 로딩 단계에서는 바이알(200)에 수용되어 있는 액화 라듐(1)을 시린지 펌프(300)가 정량을 흡입하여 수용한다. 이때 시린지 펌프(300)에서 흡입하는 액화 라듐(1)의 양은 챔버(100) 내에 수용되는 양과 시린지 펌프(300)로부터 챔버(100)까지의 유로에 정체되는 액화 라듐(1)의 양을 고려하여 결정될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 시린지 펌프(300)가 액화 라듐(1)을 압출하면 유로를 따라 이동한 뒤 챔버(100) 내에 적재된다. 또한 챔버(100) 내부에 액화 라듐(1)이 수용됨에 따라 라돈을 포함한 가스가 도면 5 상의 상측 유로를 통하여 바이알로 이동되며, 바이알의 일측에 구비되어 있는 유로를 통하여 배출되어 라돈 포집부(500)를 통과하게 되며, 라돈 포집부(500)에서는 라돈이 포집될 수 있다.
도 6은 악티늄을 생산하는 단계가 나타난 개념도이다. 챔버(100)에 액화 라듐(1)이 적재된 경우 액화 라듐(1)의 유동을 방지하기 위하여 시린지 펌프(300)와 챔버(100) 사이의 밸브를 폐쇄할 수 있다. 또한 핵반응 도중 상승하는 압력에 의해 방사성 물질이 역류하는 것을 방지하기 위해 챔버(100)와 헬륨 소스(400) 사이의 밸브를 폐쇄할 수 있다. 이후 입자빔을 반응 공간(110)으로 조사하여 핵반응을 일으킨다. 한편 헬륨 소스(400)와 챔버(100) 사이의 밸브가 열려있는 경우에는 헬륨 소스가 작동하여 반응 공간(110) 내부의 압력이 유지될 수 있다.
도 7은 언로딩 단계가 나타난 개념도이다. 언로딩시에는 반응 공간(110)으로부터 바이알(200)로 향하는 유로가 개방되도록 밸브를 조작하며, 헬륨 가스(4)를 반응 공간(110)의 내부로 불어넣어 생성물을 바이알(200)로 유동시킨다. 이때, 반응 공간(110) 및 반응 공간(110)으로부터 바이알(200)까지의 유로에 생성물이 잔존하지 않도록 충분한 양의 헬륨 불어넣는 것이 바람직하다. 한편, 헬륨 가스(4)는 반응 공간(110)의 상측과 연결되어 있는 유로를 통하여 반응 공간(110)으로 유입되며, 액화 라듐(1)의 유로는 반응 공간(110)의 하측과 연결되어 있는 유로를 통하여 유동될 수 있다. 따라서 반응 공간(110) 내부에서 헬륨 가스(4)를 불어 넣으면 자연스럽게 하측에서 액화 상태의 생성물이 챔버(100) 외부로 배출될 수 있다.
도 8은 언로딩 단계 수행시 라돈(3)을 배출하는 단계가 나타난 개념도이다.
도시된 바와 같이, 언로딩 단계의 수행 중 바이알 내부로 액화 생성물이 유입됨에 따라 바이알(200) 내부의 가스가 유로를 따라 배출되어 라돈 포집부(500)를 통과하게 된다. 이후 라돈 포집부(500)에서는 헬륨 가스(4)와 라돈(3) 가스가 함께 섞여있는 기체로부터 라돈(3) 가스만을 포집하고 나머지 가스는 외부로 배출하게 된다. 라돈이 포집되면 전술한 바와 같이, 액화된 상태에서 방사성 폐기물로 처리될 수 있다. 또한 도시되지는 않았으나, 라돈 포집부(500)가 구비되지 않은 경우 라돈을 소정 시간동안 저장하거나, 충분한 양의 공기와 희석하여 외부로 배출할 수 있다.
도 9는 악티늄을 분리 및 정제하기 위해 액화 생성물을 이송시키는 단계가 나타난 개념도이다. 도시된 바와 같이 악티늄의 분리 및 정제를 위해 바이알로부터 정제 및 분리를 위한 공간으로 액화 생성물을 이송시킨다. 구체적으로 바이알(200)로부터 악티늄 정제 및 분리부(600) 사이의 유로만을 개방하고, 바이알(200)에 헬륨 가스(4)를 불어넣어 생성물을 악티늄 정제 및 분리부(600)로 이송한다. 악티늄 정제 및 분리부(600)에서는 액화 라듐(1)과 액화 악티늄(2)이 서로 분리될 수 있다. 악티늄의 정제는 분리된 악티늄을 이송한 뒤 의료 목적으로 사용할 수 있도록 불순물을 제거하는 등 적절하게 정제하는 과정이 수행된다.
도 10은 재적재 단계를 수행하기 전 액화 라듐(1)을 유동시킨 모습이 도시되어 있다. 액화 악티늄(2)이 분리된 잔여 액화 라듐(1)은 정제과정을 거쳐 순수 액화 라듐으로 처리하며, 악티늄과의 분리 과정에서 증가된 액체를 농축시켜 기 설정된 정량으로 만든 후 바이알(200)로 다시 이송된다. 이후 로딩 단계부터 생산공정이 시작되어 반복적으로 수행될 수 있다. 한편, 재적재 단계에서 순수 액화 라듐이 바이알로 적재되는 경우 로딩 단계 및 언로딩 단계와 유사하게 유로 내부에 증가하는 압력에 따라 가스가 외부로 배출되도록 구성될 수 있다. 따라서 로딩, 언로딩 및 재적재 단계에서 유체를 유동시킴에 따라 자연스럽게 라돈의 바이알로부터 배출이 이루어지게 된다. 재적재시에는 헬륨 가스를 이용하여 순수 액화 라듐을 이송시킬 수 있다. 다만 순수 액체 라듐의 이송 방법은 일 예일 뿐, 헬륨 가스 이외의 다양한 방법으로 수행될 수 있다.
이상에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법은 액화 상태의 라듐을 이용하여 핵반응으로 악티늄을 생산하며, 반복되는 생산과정에서 별도의 화학적 변화를 수행하지 않고 액화된 상태로 순환시켜 핵반응을 시키므로 라듐의 손실을 최소화 할 수 있다.
또한 본 발명은 라듐의 취급시에 발생되는 라돈을 배출하여 라돈 가스에 의한 피폭을 방지할 수 있으므로 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
S100: 로딩하는 단계
S200: 악티늄을 생산하는 단계
S300: 언로딩 단계
S400: 라돈을 배출하는 단계
S500: 악티늄 분리 단계
S600: 악티늄 정제 단계
S600: 재적재 단계
1: 액화 라듐
2: 액화 악티늄
3: 라돈
4: 헬륨 가스
10: 입자빔
100: 챔버
101: 포일
110: 반응 공간
200: 바이알
300: 시린지 펌프
400: 헬륨 소스
500: 라돈 포집부
600: 악티늄 분리 및 정제부
S200: 악티늄을 생산하는 단계
S300: 언로딩 단계
S400: 라돈을 배출하는 단계
S500: 악티늄 분리 단계
S600: 악티늄 정제 단계
S600: 재적재 단계
1: 액화 라듐
2: 액화 악티늄
3: 라돈
4: 헬륨 가스
10: 입자빔
100: 챔버
101: 포일
110: 반응 공간
200: 바이알
300: 시린지 펌프
400: 헬륨 소스
500: 라돈 포집부
600: 악티늄 분리 및 정제부
Claims (12)
- 액화 라듐(Radium)을 유동시켜 챔버 내부의 반응공간으로 로딩하는 단계;
상기 챔버 내부의 반응공간의 상기 액화 라듐에 입자빔을 조사하여 핵반응을 통해 악티늄(Actinuim)을 생산하는 단계; 및
상기 액화 라듐과 상기 악티늄을 포함하는 생성물을 상기 챔버 외부로 유동시키는 언로딩 단계를 포함하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 생성물로부터 상기 악티늄을 분리하는 분리단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 생성물로부터 상기 악티늄이 분리된 순수 액화 라듐을 상기 챔버의 상기 반응공간으로 이송시키는 재적재 단계를 포함하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 로딩하는 단계 또는 상기 언로딩 단계 수행 중 라듐으로부터 발생된 라돈(Radon)이 배출되는 라돈 배출단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제4 항에 있어서,
상기 라돈 배출단계는 상기 라돈을 응축하여 폐기하는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제4 항에 있어서,
상기 라돈 배출 단계는 외부 공기화 희석시켜 배출될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 로딩 단계는 기 설정된 양의 라듐을 상기 반응 공간으로 유동시키는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제7 항에 있어서,
상기 로딩 단계는 시린지 펌프를 이용하여 상기 기 설정된 양의 라듐을 상기 반응 공간으로 유동시키는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 언로딩 단계는 상기 챔버의 반응공간에 비활성 기체를 유입시켜 상기 생성물을 언로딩하는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 라듐은 유기용액을 이용하여 액화시키는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제10 항에 있어서,
상기 유기용액은 NO3 또는 Cl2 를 포함하는 것을 특징으로 하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 악티늄을 분리하는 단계 이후 수행되는 분리된 악티늄을 정제하는 단계를 더 포함하는 액화 라듐을 이용한 악티늄 생산 방법.
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Legal Events
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