RU2575881C1 - СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРЕПАРАТА АКТИНИЯ 225Ac ИЗ СМЕСИ 228Th И 229Th - Google Patents
СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРЕПАРАТА АКТИНИЯ 225Ac ИЗ СМЕСИ 228Th И 229Th Download PDFInfo
- Publication number
- RU2575881C1 RU2575881C1 RU2014141229/07A RU2014141229A RU2575881C1 RU 2575881 C1 RU2575881 C1 RU 2575881C1 RU 2014141229/07 A RU2014141229/07 A RU 2014141229/07A RU 2014141229 A RU2014141229 A RU 2014141229A RU 2575881 C1 RU2575881 C1 RU 2575881C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radium
- lead
- solution
- mixture
- thorium
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 5
- QQINRWTZWGJFDB-YPZZEJLDSA-N actinium-225 Chemical compound [225Ac] QQINRWTZWGJFDB-YPZZEJLDSA-N 0.000 title abstract description 5
- QQINRWTZWGJFDB-UHFFFAOYSA-N actinium Chemical compound [Ac] QQINRWTZWGJFDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 7
- 229910052767 actinium Inorganic materials 0.000 title description 7
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N thorium Chemical compound [Th] ZSLUVFAKFWKJRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000002285 radioactive Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 claims description 9
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 claims description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L Barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N Lead(II) nitrate Chemical compound [O-][N+](=O)O[Pb]O[N+]([O-])=O RLJMLMKIBZAXJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N Barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 240000005332 Sorbus domestica Species 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 abstract description 9
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 abstract description 9
- 238000003608 radiolysis reaction Methods 0.000 abstract description 5
- SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N Di-(2-ethylhexyl)phosphoric acid Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(=O)OCC(CC)CCCC SEGLCEQVOFDUPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- -1 radium-actinium Chemical compound 0.000 description 6
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 241000242759 Actiniaria Species 0.000 description 1
- 241001083548 Anemone Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000036499 Half live Effects 0.000 description 1
- QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N Hypochlorous acid Chemical compound ClO QWPPOHNGKGFGJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005349 anion exchange Methods 0.000 description 1
- BWKOZPVPARTQIV-UHFFFAOYSA-N azanium;hydron;2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate Chemical compound [NH4+].OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC([O-])=O BWKOZPVPARTQIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium(0) Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010908 decantation Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic Effects 0.000 description 1
- 230000001404 mediated Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к технологии получения радиоактивных изотопов. Заявленный способ выделения препарата 225Ас из смеси 228Th и 229Th включает сорбцию смеси изотопов тория на сильноосновной анионообменной смоле с последующей очисткой раствора, содержащего 225Ас, от примесей, отделяют радиоактивные изотопы радия и свинца путем их осаждения. Далее очищают раствор, содержащий 225Ас, от примесей с использованием сорбентов на основе Д2ЭГФК. Техническим результатом является снижение скорости радиолиза ионообменных смол. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов.
Наиболее простым способом получения 225Ас является генерирование из 229Th, который в свою очередь может быть выделен из выдержанного 233U. В большинстве своем генераторные системы на основе 229Th для получения 225Ас реализуются в два этапа: на первом этапе торий сорбируется на анионообменной смоле, радий и актиний проходят через колонку. Затем радий-актиниевую фракцию пропускают через катионообменную смолу AG50×8 и разделяют радий и актиний [К. Каралова, Л.М. Родионова, З.И. Пыжова. Разделение актиния и тория сорбцией на ионообменных смолах из растворов серной кислоты // ЖАХ. 1973. Т. 28. №2. С. 290-293]. Есть работы, в которых разделение проводят с использованием двух колонок с катионообменной смолой в среде цитрата аммония.
Данный способ в связи с труднодоступностью 233U не может полностью обеспечить ожидаемую мировую потребность в 225Ас.
Наиболее близким аналогом является способ выделения препарата 225Ас из смеси 228Th и 229Th, описанный в работе [R A. Boll, D. Malkemus, S. Mirzadeh. Production of actinium-225 for alpha particle mediated radioimmunotherapy // Applied Radiation and Isotopes. 2005. V. 62. Pp. 667-679.]. Согласно этому методу облученный металлический торий извлекают из оболочки и растворяют в 8 Μ ΗΝO3, пропускают раствор через колонку с анионообменной смолой Dowex1x8. При этом происходит сорбция тория на колонке, а актиний и радий проходят, не задерживаясь.
Полученную радий-актиниевую фракцию упаривают до влажных солей, затем растворяют упаренную фракцию в 8 Μ HClO4 и пропускают через вторую колонку с анионообменной смолой для удаления следов тория, затем снова упаривают, растворяют в 10 Μ HCl и пропускают через третью колонку с анионообменной смолой для сорбции примесей железа и урана.
Очищенный раствор радия и актиния упаривают с 30% перекисью водорода для окисления продуктов радиолиза ионообменных смол. Остаток от упаривания растворяют в 0,1 Μ ΗΝΟ3 и пропускают через колонку с катионообменной смолой для сорбции радия и актиния.
Радий элюируют пропусканием через колонку 1,2 Μ ΗΝO3, а актиний элюируют пропусканием через колонку 8 Μ ΗΝO3.
Торий с анионообменной колонки элюируют 0,5 Μ ΗΝO3 и используют для повторного накопления 225Ас.
Описанный выше способ, как и все остальные способы, использующие для отделения тория от радия и актиния органические ионообменные смолы, малоприменим для выделения 225Ra и 225Ас из смеси 228Th/228Th по причине высокой скорости радиолиза ионообменных смол.
Задачей предлагаемого технического решения является снижение скорости радиолиза ионообменных смол.
Для этого в способе выделения препарата 225Ас из смеси 228Th и 229Th, включающем сорбцию смеси изотопов тория на сильноосновной анионообменной смоле с последующей очисткой раствора, содержащего 225Ас, от примесей, отделяют радиоактивные изотопы радия и свинца путем их осаждения, выдерживают для повторного накопления 225Ас, пропускают раствор через колонку с анионообменной смолой для сорбции тория на колонке, очищают раствор, содержащий 225Ас, от примесей с использованием сорбентов на основе Д2ЭГФК.
Выделение радиоактивных изотопов радия и свинца из растворов выполняют путем соосаждения с сульфатом бария, либо с малорастворимыми в концентрированной азотной кислоте нитратами бария или свинца.
Отделяют радиоактивные изотопы радия и свинца из раствора путем их соосаждения с нитратом свинца.
Отделяют радиоактивные изотопы радия и свинца из раствора путем их соосаждения с нитратом бария.
Отделяют радиоактивные изотопы радия и свинца из раствора путем их соосаждения с сульфатом бария.
Отделение радиоактивных изотопов радия и свинца позволяет снизить суммарную объемную активность компонентов раствора.
При отделении фракции радия-свинца из раствора удаляются 224Ra, 225Ra, 212Рb и 209Pb. При этом 228,229Th и 225Ас остаются в растворе. Радионуклиды 220Rn, 216Ро, 212Ро, 212Bi и 208Tl являются короткоживущими дочерними продуктами распада 224Ra, 212Pb находятся с ними в равновесии. При удалении из раствора материнских нуклидов 224Ra, 212Pb активность их короткоживущих продуктов распада быстро убывает со временем.
Предлагаемый способ решает эту проблему следующим образом. Смесь изотопов 228Th и 228Th выдерживают для накопления 225Ra/225Ас. После этого проводят отделение фракции радия-свинца. Таким образом, из раствора удаляются 224Ra, 225Ra, 212Pb и 209Pb. При этом 228,229Th и 225Ас остаются в растворе. Радионуклиды 220Rn, 216Ро, 212Ро, 212Bi и 208Tl являются короткоживущими дочерними продуктами распада 224Ra, 212Pb и находятся с ними в равновесии. При удалении из раствора материнских нуклидов 224Ra, 212Pb активность их короткоживущих продуктов распада быстро убывает со временем.
В дальнейшем эти радионуклиды накапливаются с такой же скоростью, как и 224Ra, т.е. с периодом полунакопления 3,8 сут. Так как обычно активность 229Τh в растворе намного меньше активности 228Th, вкладом дочерних продуктов распада 229Th в изменение суммарной активности компонентов раствора можно пренебречь.
На рисунке 1 представлен график зависимости активности дочерних продуктов распада 228Th от времени после выделения фракции радия-свинца.
На рисунке 2 представлена зависимость мощности дозы гамма-излучения на расстоянии 1 м от препарата, содержащего 1 Ки 228Th после отделения радиевой фракции.
На рисунке 3 представлена зависимость мощности дозы альфа излучения от времени, прошедшего после сброса радиевой фракции. Для расчета было принято, что препарат, содержащий 1 Ки 228Th, равномерно распределен в объеме хроматографической колонки, содержащей 10 г ионообменной смолы.
Согласно графикам суммарная объемная активность радионуклидов в растворе достигает минимального значения через 6,24 ч и составляет 17% от исходной. При этом согласно рис.2 мощность дозы гамма-излучения снижается в 11 раз, а согласно рис. 3 скорость радиолиза ионообменных смол снижается в 5 раз.
Раствор, содержащий 1 Ки 228Th и 0,01 мКи 229Th, выдерживали для накопления 225Ас. Раствор упаривали до влажных солей, к остатку от упаривания добавляли 0,1 г нитрата свинца природного изотопного состава и 10 мл азотной кислоты с концентрацией 1 моль/л. Нагревали раствор до 80-90°C и к горячему раствору приливали 20 мл 15,2 Μ ΗΝΟ3. Раствор охлаждали до комнатной температуры. При этом выпадает осадок нитрата свинца, который захватывает 224Ra, 225Ra и 212Pb. Через 5 ч раствор отделяли от выпавшего осадка декантацией, добавляли 11 мл дистиллированной воды и перемешивали.
После отделения радиевой фракции раствор выдерживали в течение 6 ч, при этом мощность дозы гамма-излучения снижалась в 11 раз. Образовавшийся раствор пропускали через колонку, содержащую 10 г анионообменной смолы AG-1x8 (в 
форме). Смесь изотопов тория сорбировалась на колонке в виде отрицательно заряженных комплексов с нитрат ионами, а раствор с 225Ас проходил через смолу без задержки. Колонку промывали 30 мл 8 Μ ΗΝΟ3, торий элюировали 100 мл 0,5 Μ ΗΝO3.
Осадок нитрата свинца, содержащий 225Ra, растворяли в дистиллированной воде и присоединяли к фракции тория и использовали для повторного накопления 225Ас.
Очистку 225Ас от примесей тория, радия и свинца проводили методом экстракционной хроматографии с использованием сорбентов на основе Д2ЭГФК. Данный класс сорбентов позволяет достичь высоких коэффициентов разделения Ас от Th, Ra, Pb и др. примесей.
Claims (4)
1. Способ выделения препарата 225Ac из смеси 228Th и 229Th, включающий сорбцию смеси изотопов тория на сильноосновной анионообменной смоле с последующей очисткой раствора, содержащего 225Ac, от примесей, отделяют радиоактивные изотопы радия и свинца путем их осаждения, выдерживают для повторного накопления 225Ac, пропускают раствор через колонку с анионообменной смолой для сорбции тория на колонке, очищают раствор, содержащий 225Ac, от примесей с использованием сорбентов на основе Д2ЭГФК.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение радиоактивных изотопов радия и свинца проводится путем их соосаждения с нитратом свинца.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение радиоактивных изотопов радия и свинца проводится путем их соосаждения с нитратом бария.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отделение радиоактивных изотопов радия и свинца проводится путем их соосаждения с сульфатом бария.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2575881C1 true RU2575881C1 (ru) | 2016-02-20 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2725414C1 (ru) * | 2019-12-12 | 2020-07-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) | Способ получения актиния-225 |
| RU2827591C1 (ru) * | 2019-10-04 | 2024-09-30 | Ск.Сен | Способы и системы для получения изотопов |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050205494A1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-22 | Tatsuya Suzuki | Method for separation of actinide elements |
| RU2415953C2 (ru) * | 2007-07-30 | 2011-04-10 | Константин Сергеевич Фокин | Способ извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья |
| RU2438200C2 (ru) * | 2006-04-19 | 2011-12-27 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик | Групповое разделение актинидов из сильнокислой водной фазы |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050205494A1 (en) * | 2004-02-17 | 2005-09-22 | Tatsuya Suzuki | Method for separation of actinide elements |
| RU2005104224A (ru) * | 2004-02-17 | 2006-07-27 | Джэпэн Ньюклиар Сайкл Дивелопмент Инститьют (Jp) | Способ разделения актинидов |
| RU2438200C2 (ru) * | 2006-04-19 | 2011-12-27 | Коммиссариат А Л'Энержи Атомик | Групповое разделение актинидов из сильнокислой водной фазы |
| RU2415953C2 (ru) * | 2007-07-30 | 2011-04-10 | Константин Сергеевич Фокин | Способ извлечения цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов из упорного минерального сырья |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| C2. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2827591C1 (ru) * | 2019-10-04 | 2024-09-30 | Ск.Сен | Способы и системы для получения изотопов |
| RU2725414C1 (ru) * | 2019-12-12 | 2020-07-02 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) | Способ получения актиния-225 |
| RU2833659C1 (ru) * | 2024-07-12 | 2025-01-28 | Акционерное Общество "Государственный Научный Центр - Научно-Исследовательский Институт Атомных Реакторов" | Способ взаимного разделения радия, актиния и тория |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9951399B2 (en) | Separation of protactinum, actinium, and other radionuclides from proton irradiated thorium target | |
| US20230402200A1 (en) | Systems, apparatus and methods for separating actinium, radium, and thorium | |
| EA022498B1 (ru) | Способ получения изотопа | |
| US20160053345A1 (en) | Process for isolation and purification of astatine-211 | |
| US6309614B1 (en) | Method for isolating and purifying 90Y From 90strontium in multi-curie quantities | |
| Guseva | Radioisotope generators of short-lived α-emitting radionuclides promising for use in nuclear medicine | |
| KR102728365B1 (ko) | 높은 라듐-228 함량을 갖는 적어도 하나의 생성장치를 제조하는 방법 | |
| WO2018074918A1 (en) | Isomeric transition radionuclide generator, such as a 177mlu/177lu generator | |
| Kandil et al. | A comparative study on the separation of radioyttrium from Sr-and Rb-targets via ion-exchange and solvent extraction techniques, with special reference to the production of no-carrier-added 86 Y, 87 Y and 88 Y using a cyclotron | |
| Mohapatra et al. | Evaluation of several multiple diglycolamide-functionalized calix [4] arene ligands for the isolation of carrier free 90Y from 90Sr | |
| Robertson et al. | Design and simulation of a thorium target for 225Ac production | |
| Burns et al. | Californium purification and electrodeposition | |
| RU2575881C1 (ru) | СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРЕПАРАТА АКТИНИЯ 225Ac ИЗ СМЕСИ 228Th И 229Th | |
| Narbutt et al. | Gamma emitting radiotracers 224Ra, 212Pb and 212Bi from natural thorium | |
| Dadakhanov et al. | Sorption of various elements on ion-exchange resins in acetic media | |
| EP3430177A1 (en) | Method for isolation of ac from mixture of radium, actinium and thorium | |
| 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 | |
| Fialová et al. | Separation of 221Fr from 225Ac using diglycolamide solid extractants | |
| Guseva et al. | A generator system for production of medical alpha-radionuclides Ac-225 and Bi-213 | |
| Vyas et al. | Perchloric acid: A promising medium for the chromatographic separation of 90Y from 90Sr | |
| Guseva et al. | A 211Pb generator as a methodical approach to studying the chemistry of element 114 in solutions | |
| Fonseca et al. | GMP-Automated Purification of Copper-61 Produced in Cyclotron Liquid Targets: Methodological Aspects | |
| Pareek et al. | Development of process for purification of strontium nitrate rich solution to qualify for 90Sr–90Y generator | |
| JP6784369B2 (ja) | 放射性廃液に含まれる長寿命核種の分離回収方法 | |
| Ashok Kumar et al. | Purification of 89 Sr source obtained from 89 Y (n, p) 89 Sr by ion-exchange chromatography using tri-sodium tri-meta phosphate (SMP) as eluant |