PL198366B1

PL198366B1 - Sposób wytwarzania katalizatora do spalania chlorowcopochodnych organicznych

Info

Publication number: PL198366B1
Application number: PL355940A
Authority: PL
Inventors: Barbara Bartoś; Aleksander Bilewicz; Barbara Włodzimirska
Original assignee: Inst Fiziki Jadrowej
Priority date: 2002-09-09
Filing date: 2002-09-09
Publication date: 2008-06-30
Also published as: PL355940A1

Abstract

Sposób wytwarzania katalizatora do spalania chlorowcopochodnych organicznych polegający na mieszaniu składników z substancją wiążącą, zarabianiu na plastyczną masę, formowaniu i przemianie termicznej, znamienny tym, że tlenek krzemu po wysuszeniu i rozdrobnieniu oraz uwodniony tlenek tytanu po wydzieleniu z zawiesiny, podsuszeniu i rozdrobnieniu miesza się w ilościach 10 - 85% wagowych tlenku krzemu, 10 - 85% uwodnionego tlenku tytanu i 5 - 15% wagowych zeolitu Y w którym jony sodu wymieniono na jony chromu, po czym dodaje się substancje wiążące, korzystnie metylocelulozę, a następnie zarabia się na plastyczną masę i formuje się w postać monolitycznej kształtki lub granulatu, po czym suszy się w temperaturze otoczenia, później poddaje się procesowi obróbki termicznej, korzystnie z zastosowaniem techniki mikrofalowej do osiągnięcia finalnej temperatury 500°C, korzystnie z szybkością 50°/h, a następnie utrzymuje się temperaturę końcową przez co najmniej 4 godziny.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania radionuklidów aktynu-225 i aktynu-228, powstających w wyniku rozpadu promieniotwórczego radionuklidów macierzystych to jest radu-225 i radu-228 wydzielonych wcześniej z izotopów toru-228 i toru-229.

Znane są sposoby otrzymywania radionuklidów aktynu-225 oraz aktynu-228 polegające na oddzielaniu ich od radionuklidów radu-225 i radu-228 metodami ekstrakcyjnymi i chromatograficznymi z zastosowaniem żywic jonowymiennych i kompleksujących eluentów opisane przez V. V. Tsuko-Sitnikov i in. J.Radioanal. Nucl. Chem. (Articles) 205 (1996) 75. Przytoczone sposoby charakteryzują się jednak małą selektywnością rozdzielenia, niewielką wydajnością, niewystarczającą odpornością radiacyjną stosowanych ekstrahentów i żywic jonowymiennych oraz koniecznością stosowania żmudnej wielostopniowej procedury.

W żadnym ze znanych sposobów otrzymywania radionuklidów aktynu, a w szczególności w żadnym ze znanych sposobów oddzielania radionuklidów aktynu od radionuklidów radu nie stosowano nieorganicznego jonitu - tlenku manganu(IV) w formie kryptomelanu.

Wiadomo jest, że tlenek manganu w formie kryptomelanu znany także pod nazwą kwasu manganowego jest selektywnym sorbentem niektórych jonów metali alkalicznych i ziem alkalicznych i charakteryzuje się znacznie większą odpornością radiacyjną i trwałością termiczną niż ekstrahenty i jonity organiczne. Biorąc pod uwagę wyżej wymienione cechy, postanowiono wykorzystać tlenek manganu w formie kryptomelanu do oddzielania radionuklidów aktynu od radionuklidów radu i dało to zaskakująco korzystne rezultaty.

Według wynalazku radionuklidy aktynu-225 lub aktynu-228 oddziela się od ich macierzystych radionuklidów radu-225 lub radu-228 w ten sposób, że radionuklidy radu-225 lub radu-228 w postaci roztworów nanosi się na kolumnę szklaną w której jako jonit nieorganiczny znajduje się tlenek manganu w formie kryptomelanu o średnicy ziaren od 0,1 do 2 mm. Następnie wodnym roztworem kwasu takiego jak kwas azotowy lub nadchlorowy wymywa się ze złoża radionuklidy aktynu-225 lub aktynu-228. Wymywanie radionuklidów przeprowadza się w temperaturze bliskiej temperatury pokojowej +10°C z prędkością przepływu eluenta przez złoże wynoszącą od 0,5 do 5 m/h.

W wyniku przeprowadzonych badań okazało się, że tlenek manganu w formie kryptomelanu silnie sorbuje jony radu nawet ze stosunkowo stężonych wodnych roztworów kwasu azotowego lub z podobnych roztworów kwasu nadchlorowego w warunkach w których sorpcja jonów aktynu jest znikoma. Fakt ten zapewnia osiągnięcie wysokich współczynników separacji par jonów aktynu(III)-rad(II), co pozwala na zbudowanie generatorów radionuklidów aktynu-225 i aktynu-228 z tlenkiem manganu w formie kryptomelanu jako sorbentem radionuklidów macierzystych - radu-225 i radu-228.

Sposób otrzymywania radionuklidu aktynu-225 z radionuklidu radu-225 według wynalazku polega na tym, że na kolumnę szklaną zawierającą 0,5 g tlenku manganu w formie kryptomelanu o średnicy ziaren 0,1 - 2 mm nanosi się 10 cm³ roztworu radionuklidu radu-225 o aktywności 5 MBq cm³ i następnie 10 cm3 wodnego roztworu kwasu takiego jak azotowy lub nadchlorowy wymywa się radionuklid aktynu-225 ze złoża. Wymywanie radionuklidu aktynu-225 prowadzi się w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej ±10°C z prędkością przepływu eluenta przez złoże wynoszącą od 0,5 do 5 m/h.

Sposób otrzymywania radionuklidu aktynu-228 z radionuklidu radu-228 według wynalazku polega na tym, że na kolumnę szklaną zawierającą 0,5 g tlenku manganu w formie kryptomelanu o średnicy ziaren 0,1 - 2 mm nanosi się 10 cmi³ roztworu radionuklidu radu-225 o aktywności 8 MBq cm³ i następnie 10 cm3 wodnego roztworu kwasu takiego jak azotowy lub nadchlorowy wymywa się radionuklid aktynu-228 ze złoża. Wymywanie radionuklidu aktynu-228 prowadzi się w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej ±10°C z prędkością przepływu eluenta przez złoże wynoszącą od 0,5 do 5 m/h.

Zaletą sposobu według wynalazku jest możliwość otrzymywania dużych aktywności beznośnikowych radionuklidów aktynu-225 lub aktynu-228 o wysokiej czystości promieniotwórczej z generatora radionuklidów według prostej i szybkiej jednoetapowej procedury rozdzielczej. Poza tym istnieje możliwość bezpośredniego otrzymywania preparatów promieniotwórczych w postaci czystych, wodnych roztworów kwasów nie zawierających żadnych substancji kompleksujących ani innych zanieczyszczeń.

Czysty radionuklid aktynu-225 znajduje zastosowanie w medycynie nuklearnej do celów terapeutycznych. Natomiast czysty radionuklid aktynu-228 będący emiterem promieniowania gamma wykorzystywany jest jako znacznik promieniotwórczy w badaniach chemicznych.

PL 198 366 B1

Sposób według wynalazku zilustrowany jest następującymi przykładami.

P r z y k ł a d I. Kolumnę szklaną o średnicy 3 mm i wysokości 50 mm napełniono 0,5 g tlenku o

manganu w formie kryptomelanu o średnicy ziaren 0,1 - 0,3 mm. Następnie kolumnę przemywano 50 cm roztworu 0,2 mol dm³ kwasu azotowego. Na czoło kolumny naniesiono 10 ml roztworu radu-225 o aktywności 5 MBq cm3. Radionuklid aktynu-225 wymywano ze złoża 10 cm3 wodnego roztworu kwasu azotowego o stężeniu 0,2 mol dm³ w temperaturze 25°C z prędkością przepływu eluenta przez złoże wynoszącą 1,5 m/h. Elucję radionuklidu aktynu-225 powtarzano w odstępach jednotygodniowych z wydajnością powyżej 90%. Czystość otrzymanego radionuklidu aktynu-228 wynosiła 99.9%. Identyczny przykład wykonano w tych samych warunkach stosując jako eluent wodny roztwór kwasu nadchlorowego. Wydajność i czystość otrzymanego radionuklidu aktynu-225 była podobna jak w przypadku eluentu zawierającego kwas azotowy.

P r z y k ł a d II. Kolumnę szklaną o średnicy 3 mm i wysokości 50 mm napełniono 0,5 g tlenku manganu w formie kryptomelanu o średnicy ziaren 0,1 - 0,5 mm. Następnie kolumnę przemyto 50 cm roztworu kwasu azotowego o stężeniu 0,2 mol dm'³. Na czoło kolumny naniesiono 10 cm3 roztworu radionuklidu radu-228 o aktywności 8 MBq3 cm. Radionuklid aktynu-228 wymywano ze złoża 10 cm3 wodnego roztworu kwasu azotowego o stężeniu 0,2 mol dm- w temperaturze 25°C z prędkością przepływu eluenta przez złoże wynoszącą 1,5 m/h. Elucję radionuklidu aktynu-228 powtarzano w odstępach jednodniowych z wydajnością powyżej 90%. Czystość otrzymanego radionuklidu aktynu-228 wynosiła 99.99%. Identyczny przykład wykonano w tych samych warunkach stosując jako eluent wodny roztwór kwasu nadchlorowego. Wydajność i czystość otrzymanego radionuklidu aktynu-228 była podobna jak w przypadku eluentu zawierającego kwas azotowy.

Claims

1. Sposób otrzymywania radionuklidu aktynu-225 z radionuklidu radu-225, znamienny tym, że na kolumnę szklaną zawierającą 0,5 g tlenku manganu w formie kryptomelanu o średnicy ziaren od 0,1 do 2 mm nanosi się 10 cmi³ roztworu radionuklidu radu-225 o aktywności 5 MBq cm3 i następnie 10 cm3 wodnego roztworu kwasu takiego jak kwas azotowy lub nadchlorowy wymywa się radionuklid aktynu-225 ze złoża, przy czym wymywanie radionuklidu aktynu-225 prowadzi się w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej ±10°C z prędkością przepływu eluenta przez złoże wynoszącą od od 0,5 do 5 m/h.

2. Sposób otrzymywania u radionuklidu aktynu-228 z radionuklidu radu-228, znamienny tym, że na kolumnę szklaną zawierającą 0,5 g tlenku manganu w formie kryptomelanu o średnicy ziaren od 0,1 do 2 mm nanosi się 10 cm3 roztworu radionuklidu radu-228 o aktywności 8 MBq cm- i następnie 10 cm3 wodnego roztworu kwasu takiego jak kwas azotowy lub nadchlorowy wymywa się radionuklid aktynu-228 ze złoża, przy czym wymywanie radionuklidu aktynu-228 prowadzi się w temperaturze zbliżonej do temperatury pokojowej ±10°C z prędkością przepływu eluenta przez złoże wynoszącą od od 0,5 do 5 m/h.