RU2103756C1 - Process of isolation of isotopes from fission products produced in nuclear reactor ( versions ) - Google Patents
Process of isolation of isotopes from fission products produced in nuclear reactor ( versions ) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2103756C1 RU2103756C1 RU93054532A RU93054532A RU2103756C1 RU 2103756 C1 RU2103756 C1 RU 2103756C1 RU 93054532 A RU93054532 A RU 93054532A RU 93054532 A RU93054532 A RU 93054532A RU 2103756 C1 RU2103756 C1 RU 2103756C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radioactive material
- fission products
- reactor
- uranium
- isotope
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится в целом к способам разделения изотопов в ядерных реакторах и, в частности к способу, применяемому для получения в реакторах медицинских изотопов. The invention relates generally to methods for the separation of isotopes in nuclear reactors and, in particular, to a method used to produce medical isotopes in reactors.
Начиная с 1945 года ядерные реакторы применяются для получения медицинских изотопов с помощью различных технологий. В патенте США N 4487738 раскрыт способ получения изотопа меди для применения его в целях медицинской диагностики и экспериментирования. Изотоп меди получают путем расщепления протона в сочетании с последующим химическим разделением и очисткой. Since 1945, nuclear reactors have been used to produce medical isotopes using various technologies. US Pat. No. 4,487,738 discloses a method for producing a copper isotope for use in medical diagnostics and experimentation. A copper isotope is obtained by splitting a proton in combination with subsequent chemical separation and purification.
В патенте США N 3914373 раскрыт способ разделения изотопов путем введения в контакт исходного раствора, содержащего изотопы, с простым циклическим полиэфиром. Данный способ применялся для проведения клинических, биологических и медицинских исследований. US Pat. No. 3,914,373 discloses a method for isotope separation by contacting a stock solution containing isotopes with a simple cyclic polyester. This method was used for clinical, biological and medical research.
В патенте США N 4158700 раскрыт способ получения радиоактивного изотопа технеция-99м с использованием раствора, содержащего изотопы молибдена-99 и технеция 99м, и хроматографической колонны, которую элюируют с помощью нейтральной растворительной системы, включающий органический растворитель для получения изотопа технеция-99м, в виде сухого остатка, состоящего из частиц. US Pat. No. 4,158,700 discloses a method for producing a radioactive isotope of technetium-99m using a solution containing molybdenum-99 isotopes and technetium 99m, and a chromatographic column that is eluted with a neutral solvent system, including an organic solvent to produce the technetium-99m isotope, in the form dry residue consisting of particles.
В статье В. Л. Ченг и др., ("Исследование разделения изотопа молибдена-99 и возвращения урана в повторный цикл в кипящий реактор", Применение радиоактивных изотопов, т. 40, вып. 4, 1989 с. 315 - 324) раскрыт способ, включающий отделение изотопа молибдена-99 топливного раствора сульфата урана, сопровождающийся осаждением альфа-бензоим оксима и очисткой путем хелатирования ионнообменника, оксида алюминия и гидроксида фосфата кальция в качестве адсорбентов. Кроме того указанный способ включает извлечение продукции расщепления, Mo-99 из мишени урана-235, который был подвергнут облучению в потоке нейтронов, генерируемом ядерным реактором большой мощности. Поскольку данные ядерные реакторы помимо их применения для получения медицинских изотопов используются и для других целей, их мощность велика, обычно от 20000 до 200000 кВ. При получении медицинских изотопов происходит крайне неэффективный расход выходной мощности ядерного реактора. The article by V. L. Cheng et al., ("Study of the separation of the molybdenum-99 isotope and the return of uranium to a boiling reactor", Use of Radioactive Isotopes, vol. 40, issue 4, 1989, pp. 315 - 324) is disclosed a method comprising separating a molybdenum-99 isotope of a uranium sulfate fuel solution, accompanied by precipitation of alpha benzoim oxime and purification by chelation of an ion exchanger, aluminum oxide and calcium phosphate hydroxide as adsorbents. In addition, the method includes recovering the fission product, Mo-99, from a uranium-235 target that has been irradiated in a neutron flux generated by a high power nuclear reactor. Since these nuclear reactors, in addition to their use for producing medical isotopes, are also used for other purposes, their power is high, usually from 20,000 to 200,000 kV. Upon receipt of medical isotopes, an extremely inefficient consumption of the output power of a nuclear reactor occurs.
Целью изобретения является создание ядерного реактора, который может применяться исключительно для получения медицинских изотопов с применением технологии простой и непосредственной обработки; кроме того изобретение позволяет получать медицинские изотопы при снижении на два порядка уровня радиоактивных потерь и теплопотерь за счет рассеяния на каждую единицу полученного изотопа. The aim of the invention is the creation of a nuclear reactor, which can be used exclusively for the production of medical isotopes using simple and direct processing technology; in addition, the invention allows to obtain medical isotopes while reducing by two orders of magnitude the level of radioactive loss and heat loss due to scattering for each unit of the obtained isotope.
Для реализации изобретения используют реакторы малой мощности, в которых продукты расщепления находятся в жидком или газообразном состоянии. Реактор может представлять собой водный гомогенный реактор, или кипящий реактор, или реактор с газовым охлаждением, в котором расщепляемое вещество включает U-235, Pu-239 или U-233. To implement the invention, low power reactors are used in which the cleavage products are in a liquid or gaseous state. The reactor may be an aqueous homogeneous reactor, or a boiling reactor, or a gas-cooled reactor in which the fissionable substance comprises U-235, Pu-239 or U-233.
В случае применения водяного гомогенного или кипящего реактора в реакторе содержится водный раствор солей урана, помещенный в отражательный контейнер. При использовании реактора с газовым охлаждением, расщепляемое вещество находится на очень тонкой фольге или проволочках, в результате чего все продукты расщепления высвобождаются и попадают в газовый поток. Замедляющее вещество вводится отдельно. In the case of using a homogeneous or boiling water reactor, the reactor contains an aqueous solution of uranium salts, placed in a reflective container. When using a gas-cooled reactor, the fissionable substance is on a very thin foil or wires, as a result of which all the fission products are released and enter the gas stream. The retarder is administered separately.
Извлечение целевых продуктов расщепления для получения медицинских изотопов, например, Mo-99 обеспечивается способом, включающем введение раствора, а в случае применения реактора с газовым охлаждением, потока газа в абсорбционные колонны с насадкой из оксида алюминия. После того как продукты расщепления прошли циркуляцию через колонны с насадкой из оксида алюминия, они затем подвергаются очистке с помощью органических химикатов, которые могут находится в виде водного раствора. После завершения очистки продукты расщепления подвергают дополнительной обработке посредством их циркуляции через ионнообменные колонны с целью получения медицинских изотопов, например, Mo-99, которые пристают к веществу колонны. The recovery of the desired cleavage products for the production of medical isotopes, for example, Mo-99, is provided by a method including the introduction of a solution, and in the case of a gas-cooled reactor, a gas stream into absorption columns with an aluminum oxide nozzle. After the cleavage products circulate through the columns with alumina packing, they are then cleaned with organic chemicals, which can be in the form of an aqueous solution. After purification is complete, the cleavage products are further processed by circulating through ion exchange columns to obtain medical isotopes, for example, Mo-99, which adhere to the material of the column.
Второй вариант осуществления изобретения представляет собой способ, применяемый в реакторах с газовым охлаждением, в котором мельчайшие частицы расщепляемого вещества, представляющие собой уран или соединение урана, например, карбид урана или оксид урана, подвергают расщеплению в реакторе. Обычно уран представляет собой изотоп урана-235. Данные мелкие частицы расщепляемого вещества охлаждают потоком газа, например, смесью гелия и ксенона или другого инертного газа или двуокисью углерода. Полученные продукты расщепления при расщеплении урана в критическом реакторе захлестываются потоком газа и удаляются из реактора. Данный поток газа, содержащий продукты расщепления, подают через газоадсорбцирующий слой, например, активированного угля или углерода, с целью адсорбирования продуктов расщепления из потока газа. Газоадсорбирующий слой затем может быть удален, а адсорбированные продукты расщепления отделены от адсорбирующего слоя с помощью, например, нагревания, и в свою очередь, растворены в водном растворе путем, например, бартирования газа через раствор. Раствор, содержащий продукты расщепления, может быть затем обычными известными в технике способами, например не может быть пропущен через колонну из оксида алюминия с целью сбора медицинских изотопов, например, Mo-99. A second embodiment of the invention is a method used in gas-cooled reactors in which the smallest particles of a fissile material, which are uranium or a uranium compound, for example, uranium carbide or uranium oxide, are subjected to fission in a reactor. Usually, uranium is an isotope of uranium-235. These fine particles of a fissile material are cooled by a gas stream, for example, a mixture of helium and xenon or another inert gas or carbon dioxide. The resulting fission products during the fission of uranium in a critical reactor are flooded with gas and removed from the reactor. This gas stream containing the cleavage products is fed through a gas adsorption layer, for example, activated carbon or carbon, in order to adsorb the cleavage products from the gas stream. The gas adsorption layer can then be removed and the adsorbed cleavage products separated from the adsorption layer by, for example, heating, and in turn dissolved in an aqueous solution by, for example, bartering gas through the solution. The solution containing the cleavage products may then be conventional methods known in the art, for example, may not be passed through an alumina column to collect medical isotopes, for example, Mo-99.
Полученные продукты расщепления могут быть смешаны с углеродом или другими газоадсорбирующими веществами, причем при нагревании их продуктами расщепления элюируют в поток газа для их разделения, как указано выше. The resulting cleavage products can be mixed with carbon or other gas-absorbing substances, and when heated, their cleavage products elute in a gas stream to separate them, as described above.
Смешивание мелких частиц может быть проведено с замедляющим эффектом, например, мелкими частицами полиэтилена, выступающего в роли нейтрального замедлителя и улавливателя продуктов расщепления, которые, в свою очередь, попадают в поток газа и подвергаются разделению, как указано выше. The mixing of small particles can be carried out with a retarding effect, for example, with small particles of polyethylene, which acts as a neutral moderator and trap of fission products, which, in turn, fall into the gas stream and undergo separation, as described above.
Соли урана могут быть поданы через стрежни из пористого полиэтилена таким образом, что соли урана прилипают к поверхности пористого полиэтилена. Данные стержни затем собирают в соответствии с конфигурацией реактора, которая может достигнуть критичности реактора. Уран расщепляется, а продукты расщепления затем захватываются потоком газа, охлаждающим реактор и удаляющим продукты расщепления для их разделения, как указано выше. Uranium salts can be fed through porous polyethylene rods so that uranium salts adhere to the surface of the porous polyethylene. These rods are then collected in accordance with the configuration of the reactor, which can achieve criticality of the reactor. Uranium is fissionable, and the fission products are then captured by a gas stream cooling the reactor and removing fission products to separate them, as described above.
Хотя выше были рассмотрены и подробно описаны конкретные варианты осуществления изобретения, с целью проиллюстрировать применение принципов изобретения, очевидно, что изобретение может быть осуществлено и иными способами, не выходящими за пределы вышеуказанных принципов. Although specific embodiments of the invention have been discussed and described in detail above, in order to illustrate the application of the principles of the invention, it is obvious that the invention can be implemented in other ways that do not go beyond the above principles.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US98693992A | 1992-12-08 | 1992-12-08 | |
US07/986,939 | 1992-12-08 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU93054532A RU93054532A (en) | 1997-01-20 |
RU2103756C1 true RU2103756C1 (en) | 1998-01-27 |
Family
ID=25532908
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93054532A RU2103756C1 (en) | 1992-12-08 | 1993-12-07 | Process of isolation of isotopes from fission products produced in nuclear reactor ( versions ) |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CA (1) | CA2098560A1 (en) |
RU (1) | RU2103756C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527935C1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-10 | Игорь Александрович Истомин | Method of sublimation purification of molibdenum-99 salt by method of laser scanning and device for its realisation |
RU2716828C1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-03-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Method of separating molybdenum-99 from fuel of a solution reactor and device for its implementation |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0712138B1 (en) * | 1994-11-10 | 1998-05-20 | THE BABCOCK & WILCOX COMPANY | Arrangements for transferring energy in fission product isotope production reactors |
CN102831946B (en) * | 2011-06-15 | 2015-03-11 | 中国核动力研究设计院 | Medical isotope production reactor capable of reducing reactor core uranium inventory |
-
1993
- 1993-06-16 CA CA 2098560 patent/CA2098560A1/en not_active Abandoned
- 1993-12-07 RU RU93054532A patent/RU2103756C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Cheng W.L. et al. Appl. Radiat. Isot., 1989, v.40, N 40, p.315 - 324. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527935C1 (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-10 | Игорь Александрович Истомин | Method of sublimation purification of molibdenum-99 salt by method of laser scanning and device for its realisation |
RU2716828C1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-03-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Method of separating molybdenum-99 from fuel of a solution reactor and device for its implementation |
WO2021061003A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" | Method for extracting molybdenum-99 from solution reactor fuel and device for the implementation thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2098560A1 (en) | 1994-02-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2184967C (en) | Medical isotope production reactor | |
US5910971A (en) | Method and apparatus for the production and extraction of molybdenum-99 | |
Kakihana et al. | Fundamental studies on the ion-exchange separation of boron isotopes. | |
US4664869A (en) | Method for the simultaneous preparation of Radon-211, Xenon-125, Xenon-123, Astatine-211, Iodine-125 and Iodine-123 | |
US6337055B1 (en) | Inorganic sorbent for molybdenum-99 extraction from irradiated uranium solutions and its method of use | |
US4738834A (en) | Treatment of technetium containing solutions | |
JP2011002370A (en) | Method and system for concentration and elution recovery of radioactive technetium as material for radiopharmaceutical medicine and labeled compound of the same | |
AU2011285907B2 (en) | Purification process | |
Xiao et al. | Opportunities and challenges of high-pressure ion exchange chromatography for nuclide separation and enrichment | |
RU2103756C1 (en) | Process of isolation of isotopes from fission products produced in nuclear reactor ( versions ) | |
US4981658A (en) | Process for the fine purification of fissionable molybdenum | |
US2877093A (en) | Adsorption method for separating metal cations | |
CN101468791B (en) | Extraction and purification technique for producing iodine-131 using homogeneous solution-type reactor | |
CA2813598C (en) | Process for extracting cs-137 from an acidic solution | |
Mondino et al. | Separation of iodine produced from fission with a porous metal silver column in 99 Mo production | |
Tachimori et al. | Preparation of Tc-99m by direct adsorption from organic solution | |
Grahek et al. | Separation of strontium from calcium by means of anion exchanger and alcoholic solution of nitric acid | |
US7214318B2 (en) | Method for separation of actinide elements | |
Jie et al. | Research Progress in Adsorption and Separation of Medical Isotope 99 Mo | |
RU2244968C1 (en) | Method for producing radioisotopes | |
Zengxing et al. | Fission {sup 99} Mo production technology | |
CN117321703A (en) | Method for treating tritium waste from nuclear operations | |
Thambi et al. | Studies on the sorption behaviour of plutonium and fission products on stannic antimonate | |
Skuridin et al. | Technological aspects of technetium-99m chromatographic generators production from enriched molybdenum-98 | |
Cunmin et al. | 3-21 Separation of Actinium-228 from the old Thorium-232 Reagent |