RU2807212C1 - Method for producing radon-222 and radon-222 generator - Google Patents
Method for producing radon-222 and radon-222 generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807212C1 RU2807212C1 RU2022133172A RU2022133172A RU2807212C1 RU 2807212 C1 RU2807212 C1 RU 2807212C1 RU 2022133172 A RU2022133172 A RU 2022133172A RU 2022133172 A RU2022133172 A RU 2022133172A RU 2807212 C1 RU2807212 C1 RU 2807212C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radon
- generator
- radium
- capsule
- kbq
- Prior art date
Links
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 26
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 18
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 11
- 150000003255 radium Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims abstract description 5
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 238000011160 research Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 15
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 15
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 11
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 10
- HCWPIIXVSYCSAN-IGMARMGPSA-N Radium-226 Chemical compound [226Ra] HCWPIIXVSYCSAN-IGMARMGPSA-N 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 159000000010 radium salts Chemical class 0.000 description 3
- GLNANKXPHOWMKO-UHFFFAOYSA-N Cl.[Ra] Chemical compound Cl.[Ra] GLNANKXPHOWMKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QUCRTRYCBXCFFH-UHFFFAOYSA-N [Ra].[O-][N+]([O-])=O Chemical compound [Ra].[O-][N+]([O-])=O QUCRTRYCBXCFFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 239000002915 spent fuel radioactive waste Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BFCFYVKQTRLZHA-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-nitrobenzene Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1Cl BFCFYVKQTRLZHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJKGJBPXVHTNJL-UHFFFAOYSA-N 1-nitronaphthalene Chemical compound C1=CC=C2C([N+](=O)[O-])=CC=CC2=C1 RJKGJBPXVHTNJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGZZISOUXJHYOY-UHFFFAOYSA-N 8-amino-4-hydroxynaphthalene-2-sulfonic acid Chemical compound C1=C(S(O)(=O)=O)C=C2C(N)=CC=CC2=C1O GGZZISOUXJHYOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000004578 natural building material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 229910001426 radium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 102200067144 rs80357406 Human genes 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 1
- 150000003586 thorium compounds Chemical class 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к радиохимической технологии, в частности к способу получения радона-222 и генератору радона-222 и может быть использовано для его получения с целью применения в научно-исследовательских работах в качестве радиоактивного источника.The invention relates to radiochemical technology, in particular to a method for producing radon-222 and a radon-222 generator and can be used to obtain it for use in research work as a radioactive source.
Основными источниками радона в объектах гражданского назначения являются природная вода, почва под зданием, природный газ и содержащие 226Ra и 232Th строительные материалы. Основными техногенными источниками радона являются урановые шахты и рудники, а также хранилища радиоактивных отходов (РАО) и отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) [Киселев С.М., Жуковский М.В., Стамат И.П., Ярмошенко И.В. Радон: От фундаментальных исследований к практике регулирования. Москва: ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России, 2016. 432 с., Киселев С.М., Жуковский М.В. Современные подходы к обеспечению защиты населения от радона. Международный опыт регулирования. // Радиационная гигиена, Т. 7, №4, 2014. С.48-52]. В воздух этих объектов радон поступает из находящихся там соединений урана и тория, а также выведенных из эксплуатации радиевых источников гамма-излучения. Объемная активность радона в воздухе при этом может многократно превышать предельно допустимые уровни, что делает актуальной разработку эффективных способов очистки воздуха от радона и его дочерних продуктов.The main sources of radon in civil buildings are natural water, soil under buildings, natural gas and building materials containing 226 Ra and 232 Th. The main technogenic sources of radon are uranium mines and mines, as well as storage facilities for radioactive waste (RAW) and spent nuclear fuel (SNF) [Kiselev S.M., Zhukovsky M.V., Stamat I.P., Yarmoshenko I.V. Radon: From basic research to regulatory practice. Moscow: Federal State Budgetary Institution State Scientific Center FMBC named after. A.I. Burnazyan FMBA of Russia, 2016. 432 p., Kiselev S.M., Zhukovsky M.V. Modern approaches to ensuring the protection of the population from radon. International regulatory experience. // Radiation hygiene, T. 7, No. 4, 2014. P.48-52]. Radon comes into the air of these objects from uranium and thorium compounds located there, as well as from decommissioned radium sources of gamma radiation. The volumetric activity of radon in the air can exceed the maximum permissible levels many times over, which makes it urgent to develop effective methods for purifying the air from radon and its daughter products.
Наиболее простым способом очистки воздуха от радона можно считать адсорбционный метод, поскольку сорбционная способность ряда промышленных адсорбентов (таких, как активированный уголь) по отношению к радону достаточно высока, хотя и варьируется в довольно широком диапазоне [Kapitanov Y.P., Pavlov I.V., Semikin N.P., Serdyukova A.S. Adsorption of radon on activated carbon // International Geology Review, Vol.12, No. 7, 1970. pp.873-878. DOI: 10.1080/00206817009475300]. Разработка эффективных сорбционных систем для удаления радона, а также экспериментальное исследование перспективных сорбционно-фильтрующих материалов для таких систем невозможны без надежного и безопасного способа получения радона-222.The simplest way to clean air from radon can be considered the adsorption method, since the sorption capacity of a number of industrial adsorbents (such as activated carbon) with respect to radon is quite high, although it varies over a fairly wide range [Kapitanov Y.P., Pavlov I.V., Semikin N.P., Serdyukova A.S. Adsorption of radon on activated carbon // International Geology Review, Vol.12, No. 7, 1970. pp.873-878. DOI: 10.1080/00206817009475300]. The development of effective sorption systems for radon removal, as well as experimental research of promising sorption and filter materials for such systems, is impossible without a reliable and safe method for producing radon-222.
Фактически, наиболее простым и подходящим для импульсной подачи радона в экспериментальную установку представляется изотопный генератор периодического действия, в котором необходимое количество радона образуется при распаде Ra-226 в промежутке между экспериментами.In fact, the simplest and most suitable for pulsed supply of radon to an experimental setup seems to be a periodic isotope generator, in which the required amount of radon is formed during the decay of Ra-226 in the interval between experiments.
Известен способ получения радона-222 из урановой руды, помещенной в герметичную емкость с системой термостатирования [Патент №2147149 С1 Российская Федерация, МПК G21G 4/10, G21G 4/00. Источник радона-222].There is a known method for producing radon-222 from uranium ore placed in a sealed container with a temperature control system [Patent No. 2147149 C1 Russian Federation, IPC G21G 4/10, G21G 4/00. Source of radon-222].
Основным недостатком способа является низкий коэффициент эманации, который напрямую зависит от гранулометрического состава урановой руды.The main disadvantage of this method is the low emanation coefficient, which directly depends on the particle size distribution of the uranium ore.
Известен способ получения радона [Авторское свидетельство №1725670 А1 СССР, МПК G21G 4/10. Способ выделения радона], основанный на растворении соли радия в легкоплавком твердом соединении, связывающем радий (хлорированный дикарболлид кобальта, аддукты комплексных неорганических кислот с полиэтиленгликолями), в несмешивающимся с водой органическом соединении (1-нитронафталин, 1-хлор-2-нитробензол и т.д.).There is a known method for producing radon [Author's certificate No. 1725670 A1 USSR, IPC G21G 4/10. Radon isolation method], based on the dissolution of radium salt in a low-melting solid compound that binds radium (chlorinated cobalt dicarbollide, adducts of complex inorganic acids with polyethylene glycols), in an organic compound immiscible with water (1-nitronaphthalene, 1-chloro-2-nitrobenzene, etc. .d.).
Недостатком данного способа является работа с повышенными температурами при получении радона, увеличивающая вероятность возникновения радиационной аварии.The disadvantage of this method is that it requires working with elevated temperatures when producing radon, which increases the likelihood of a radiation accident.
Известно устройство для получения радона, состоящего из металлического контейнера, в котором нагревают расплав соли радия с легкоплавкими эвтектическими смесями солей щелочных или щелочноземельных металлов, накоплении радона в твердой фазе и выделении его при плавлении материала носителя [Авторское свидетельство №1568782 А1 СССР, МПК G21G 4/10. Способ получения радона].A device is known for producing radon, consisting of a metal container in which a molten radium salt is heated with low-melting eutectic mixtures of salts of alkali or alkaline earth metals, accumulation of radon in the solid phase and its release upon melting of the carrier material [Copyright certificate No. 1568782 A1 USSR, IPC G21G 4 /10. Method of obtaining radon].
Недостатком устройства является особенность конструкции, которая допускает засорение патрубков радона солями радия, что делает его непригодным к работе.The disadvantage of the device is a design feature that allows the radon pipes to become clogged with radium salts, which makes it unsuitable for use.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения радона, в котором используют подпочвенный воздух, содержащий природный радон, который подвергают осушке, и накапливают радон, прокачивая через материал-накопитель, который помещают в сменный контейнер, а выделение радона осуществляют нагревом материала-накопителя в контейнере [Патент №2482559 С2 Российская Федерация, МПК G21G 4/10. Способ и установка для получения радона: №2011109862/07: заявл. 15.03.2011: опубл. 20.05.2013 / В. Н. Киляков, А. Н. Шишлянников; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "ИНТОВ" (ООО "ИНТОВ")].The closest in technical essence and achieved result is a method for producing radon, in which subsoil air containing natural radon is used, which is dried, and radon is accumulated by pumping through a storage material, which is placed in a replaceable container, and radon is released by heating the material - drive in a container [Patent No. 2482559 C2 Russian Federation, IPC G21G 4/10. Method and installation for producing radon: No. 2011109862/07: application. 03/15/2011: publ. 05.20.2013 / V. N. Kilyakov, A. N. Shishlyannikov; applicant Limited Liability Company "INTOV" (LLC "INTOV")].
Недостатком такого способа является невозможность прогнозирования и получения радона с заданной активностью.The disadvantage of this method is the impossibility of predicting and obtaining radon with a given activity.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для получения радона из соли радия, помещенной в капсулу из нержавеющей стали [Патент №2690743 С1 Российская Федерация, МПК A61G 10/02. Генератор радона с устройством предварительного подогрева вытесняющего газа].The closest in technical essence and achieved result is a device for producing radon from radium salt placed in a stainless steel capsule [Patent No. 2690743 C1 Russian Federation, IPC A61G 10/02. Radon generator with a device for preheating the expelling gas].
Недостатком устройства является сложная конструкция, и его низкая эффективность, обусловленная тем, что большая часть радона, образовавшегося при распаде атомов радия, не успеет покинуть твердую фазу и распадется внутри зерен кристаллов соли.The disadvantage of the device is its complex design and its low efficiency, due to the fact that most of the radon formed during the decay of radium atoms will not have time to leave the solid phase and will disintegrate inside the grains of salt crystals.
Технической задачей изобретения является способ получения радона-222 с заданной объемной активностью и повышение радиационной безопасности способа за счет упрощения конструкции генератора.The technical objective of the invention is a method for producing radon-222 with a given volumetric activity and increasing the radiation safety of the method by simplifying the design of the generator.
Поставленная задача решается способом получения радона-222, включающим использование соли радия, при этом в качестве соли радия применяют кислотный раствор радия объемной активностью от 15 кБк/мл до 150 кБк/мл, нанесенный на ионообменную смолу, помещенную в стеклянную капсулу, расположенную в корпусе генератора.The problem is solved by a method for producing radon-222, including the use of a radium salt, wherein an acid solution of radium with a volume activity of 15 kBq/ml to 150 kBq/ml applied to an ion exchange resin placed in a glass capsule located in the housing is used as a radium salt generator
А также поставленная задача решается генератором радона-222 состоящим из корпуса, в котором находится капсула, содержащая источник радона-222, при этом капсула выполнена из стекла, снабжена крышкой с нейлоновой мембраной и зафиксирована фторопластовой втулкой, помещенной в цилиндрический корпус генератора, выполненного из полипропилена, оснащенного герметичным колпачком и механическим поршнем для подачи воздушно-радоновой смеси в аналитическую систему.And also the task is solved by a radon-222 generator consisting of a housing in which there is a capsule containing a source of radon-222, while the capsule is made of glass, equipped with a lid with a nylon membrane and fixed with a fluoroplastic sleeve placed in a cylindrical generator housing made of polypropylene , equipped with a sealed cap and a mechanical piston for supplying the air-radon mixture into the analytical system.
Изобретение осуществляется следующим образом (фиг.1). Внутрь полипропиленового цилиндрического корпуса (2) с герметичным колпачком (6) и механическим поршнем (3), помещена стеклянная капсула (1) с крышкой, заполненная ионообменной смолой с адсорбированным радием-226 в количестве, необходимом для проведения научного эксперимента (0.5-2 грамма). Крышка капсулы снабжена нейлоновой мембраной (4) для беспрепятственного проникновения радона в объем корпуса генератора. Также внутри корпуса размещена фторопластовая вставка (5) для минимизации мертвого объема воздуха. Подача воздушно-радоновой смеси в аналитическую систему осуществляется путем выдавливания ею поршнем из корпуса.The invention is carried out as follows (Fig. 1). Inside the polypropylene cylindrical body (2) with a sealed cap (6) and a mechanical piston (3), there is a glass capsule (1) with a lid, filled with ion-exchange resin with adsorbed radium-226 in the amount necessary for conducting a scientific experiment (0.5-2 grams ). The capsule cover is equipped with a nylon membrane (4) for unhindered penetration of radon into the volume of the generator housing. Also inside the housing there is a fluoroplastic insert (5) to minimize the dead volume of air. The air-radon mixture is supplied to the analytical system by squeezing it out of the housing with a piston.
Для нанесения радия на ионообменную смолу, его раствор пропускают через хроматографическую колонку, заполненную катионитом. Радиоактивный раствор пропускают через колонку со смолой несколько раз, после чего промывают ее 0.1М кислотой, добавляя промывной раствор к фильтрату. После каждого цикла сорбции активность фильтрата с промывным раствором измеряют на гамма-спектрометре для оценки степени сорбции Ra-226 на смоле. Процесс повторяют до тех пор, пока активность радия в фильтрате (пик 186.211 кэВ на гамма-спектре) не сравняется с фоновым значением. После завершения процесса сорбции ионообменную смолу промывают дистиллированной водой, сушат и помещают в капсулу с нейлоновой мембраной (размер ячейки 100 мкм) для свободной диффузии газа в объем генератора. Далее капсулу со смолой помещают в корпус генератора вместимостью 30 мл, в объеме которого происходит накопление Rn-222 для импульсной подачи в воздушный поток аналитической системы.To apply radium to an ion exchange resin, its solution is passed through a chromatography column filled with a cation exchange resin. The radioactive solution is passed through the resin column several times, after which it is washed with 0.1 M acid, adding the washing solution to the filtrate. After each sorption cycle, the activity of the filtrate with the washing solution is measured on a gamma spectrometer to assess the degree of sorption of Ra-226 on the resin. The process is repeated until the activity of radium in the filtrate (peak 186.211 keV in the gamma spectrum) is equal to the background value. After completion of the sorption process, the ion exchange resin is washed with distilled water, dried and placed in a capsule with a nylon membrane (mesh size 100 μm) for free diffusion of gas into the volume of the generator. Next, the capsule with resin is placed in a generator housing with a capacity of 30 ml, in the volume of which Rn-222 is accumulated for pulsed supply into the air flow of the analytical system.
Скорость накопления радона-222 в объеме генератора определяется его периодом полураспада (3.82 дня). Активность накопленного газа к моменту времени t можно рассчитать по формуле [Очкин А.В., Бабаев Н.С., Магомедбеков Э.П. Введение в радиоэкологию. Учебное пособие для вузов. М, ИздАТ, 2003.200 с. ]:The rate of accumulation of radon-222 in the volume of the generator is determined by its half-life (3.82 days). The activity of the accumulated gas at time t can be calculated using the formula [Ochkin A.V., Babaev N.S., Magomedbekov E.P. Introduction to radioecology. Textbook for universities. M, Publishing House, 2003.200 p. ]:
где ARn - активность радона-222, ARa - активность радия-226, λ - постоянная распада радона-222.where A Rn is the activity of radon-222, A Ra is the activity of radium-226, λ is the decay constant of radon-222.
Получение технического результата подтверждается представленными ниже примерами. Пример 1Obtaining a technical result is confirmed by the examples presented below. Example 1
2 мл раствора азотнокислого радия активностью 15 кБк/мл пропускают через хроматографическую колонку, заполненную ионообменной смолой КУ-2-8. Масса навески воздушно-сухой ионообменной смолы равна 0.5 г. Радиоактивный раствор пропускают через колонку со смолой несколько раз, после чего промывают ее 1 мл 0.1М HNO3, добавляя промывной раствор к фильтрату. После каждого цикла сорбции активность фильтрата с промывным раствором измеряют на гамма-спектрометре для оценки степени сорбции Ra-226 на смоле. После чего смолу с сорбированным радием-226, помещают в стеклянную капсулу, расположенную внутри корпуса генератора. При этом активность радона-222, накопленная в объеме генератора через неделю, будет равна 0.58 кБк/см3.2 ml of a solution of radium nitrate with an activity of 15 kBq/ml is passed through a chromatographic column filled with KU-2-8 ion exchange resin. The weight of a sample of air-dry ion exchange resin is 0.5 g. The radioactive solution is passed through the column with the resin several times, after which it is washed with 1 ml of 0.1 M HNO 3 , adding the washing solution to the filtrate. After each sorption cycle, the activity of the filtrate with the washing solution is measured on a gamma spectrometer to assess the degree of sorption of Ra-226 on the resin. After which the resin with sorbed radium-226 is placed in a glass capsule located inside the generator housing. In this case, the activity of radon-222 accumulated in the volume of the generator after a week will be equal to 0.58 kBq/cm 3 .
Пример 2Example 2
2 мл раствора азотнокислого радия активностью 60 кБк/мл пропускают через хроматографическую колонку, заполненную ионообменной смолой КУ-23. Масса навески воздушно-сухой ионообменной смолы равна 0.8 г. Радиоактивный раствор пропускают через колонку со смолой несколько раз, после чего промывают ее 1 мл 0.1М HNO3, добавляя промывной раствор к фильтрату. После каждого цикла сорбции активность фильтрата с промывным раствором измеряют на гамма-спектрометре для оценки степени сорбции Ra-226 на смоле. После чего смолу с сорбированным радием-226, помещают в стеклянную капсулу, расположенную внутри корпуса генератора. При этом активность радона-222, накопленная в объеме генератора через неделю, будет равна 2.33 кБк/см3.2 ml of a solution of radium nitrate with an activity of 60 kBq/ml is passed through a chromatographic column filled with KU-23 ion exchange resin. The weight of a sample of air-dry ion exchange resin is 0.8 g. The radioactive solution is passed through the column with the resin several times, after which it is washed with 1 ml of 0.1 M HNO 3 , adding the washing solution to the filtrate. After each sorption cycle, the activity of the filtrate with the washing solution is measured on a gamma spectrometer to assess the degree of sorption of Ra-226 on the resin. After which the resin with sorbed radium-226 is placed in a glass capsule located inside the generator housing. In this case, the activity of radon-222 accumulated in the volume of the generator after a week will be equal to 2.33 kBq/cm 3 .
Пример 3Example 3
4 мл раствора солянокислого радия активностью 100 кБк/мл пропускают через хроматографическую колонку, заполненную ионообменной смолой Purolite С100. Масса навески ионообменной смолы равна 1.5 г. Радиоактивный раствор пропускают через колонку со смолой несколько раз, после чего промывают ее 2 мл 0.1М HCl, добавляя промывной раствор к фильтрату. После каждого цикла сорбции активность фильтрата с промывным раствором измеряют на гамма-спектрометре для оценки степени сорбции Ra-226 на смоле. После чего смолу с сорбированным радием-226, помещают в стеклянную капсулу, расположенную внутри корпуса генератора. При этом активность радона-222, накопленная в объеме генератора через неделю, будет равна 3.89 кБк/см3.4 ml of a solution of radium hydrochloride with an activity of 100 kBq/ml is passed through a chromatographic column filled with Purolite C100 ion exchange resin. The weight of a sample of ion exchange resin is 1.5 g. The radioactive solution is passed through the column with the resin several times, after which it is washed with 2 ml of 0.1 M HCl, adding the washing solution to the filtrate. After each sorption cycle, the activity of the filtrate with the washing solution is measured on a gamma spectrometer to assess the degree of sorption of Ra-226 on the resin. After which the resin with sorbed radium-226 is placed in a glass capsule located inside the generator housing. In this case, the activity of radon-222 accumulated in the volume of the generator after a week will be equal to 3.89 kBq/cm 3 .
Пример 4Example 4
2 мл раствора солянокислого радия активностью 150 кБк/мл пропускают через хроматографическую колонку, заполненную ионообменной смолой Purolite С100. Масса навески ионообменной смолы равна 2 г. Радиоактивный раствор пропускают через колонку со смолой несколько раз, после чего промывают ее 1 мл 0.1М HCl, добавляя промывной раствор к фильтрату. После каждого цикла сорбции активность фильтрата с промывным раствором измеряют на гамма-спектрометре для оценки степени сорбции Ra-226 на смоле. После чего смолу с сорбированным радием-226, помещают в стеклянную капсулу, расположенную внутри корпуса генератора. При этом активность радона-222, накопленная в объеме генератора через неделю, будет равна 5.83 кБк/см3.2 ml of a solution of radium hydrochloride with an activity of 150 kBq/ml is passed through a chromatographic column filled with Purolite C100 ion exchange resin. The weight of a sample of ion exchange resin is 2 g. The radioactive solution is passed through the column with the resin several times, after which it is washed with 1 ml of 0.1 M HCl, adding the washing solution to the filtrate. After each sorption cycle, the activity of the filtrate with the washing solution is measured on a gamma spectrometer to assess the degree of sorption of Ra-226 on the resin. After which the resin with sorbed radium-226 is placed in a glass capsule located inside the generator housing. In this case, the activity of radon-222 accumulated in the volume of the generator after a week will be equal to 5.83 kBq/cm 3 .
Использование ионообменной смолы с нанесенным радием-226 в качестве источника радона-222 обладает рядом преимуществ перед твердыми солями радия: адсорбированные на катионите ионы радия зафиксированы на поверхностных ионогенных группах, вследствие чего радон, образовавшийся при их распаде, легко переходит в газовую фазу. При этом конструкция генератора исключает необходимость работы с радиоактивными порошками, работу с повышенными температурами, риск засорения патрубков солями радия, что снижает вероятность возникновения радиационной аварии, снижает дозовую нагрузку на персонал лаборатории и предотвращает загрязнение рабочих мест радиоактивными веществами. Производительность генератора по радону-222 легко прогнозируема и может быть увеличена адсорбцией радия-226 с большей удельной активностью.The use of an ion exchange resin coated with radium-226 as a source of radon-222 has a number of advantages over solid radium salts: radium ions adsorbed on the cation exchanger are fixed on surface ionogenic groups, as a result of which radon formed during their decay easily passes into the gas phase. At the same time, the design of the generator eliminates the need to work with radioactive powders, work at elevated temperatures, and the risk of clogging of pipes with radium salts, which reduces the likelihood of a radiation accident, reduces the dose load on laboratory personnel and prevents contamination of workplaces with radioactive substances. The generator's performance for radon-222 is easily predictable and can be increased by adsorption of radium-226 with a higher specific activity.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807212C1 true RU2807212C1 (en) | 2023-11-13 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1725670A1 (en) * | 1990-07-20 | 1994-07-30 | Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлопина" | Method of radon isolation |
| SU1568782A1 (en) * | 1988-10-25 | 1995-01-09 | А.А. Лумпов | Method of production of radon |
| RU2147149C1 (en) * | 1998-03-04 | 2000-03-27 | Лидия Николаевна Яковлева | Radon-222 source |
| WO2005081722A2 (en) * | 2003-12-09 | 2005-09-09 | Separation Design Group, Llc | Sorption method, device, and system |
| RU2482559C2 (en) * | 2011-03-15 | 2013-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТОВ" (ООО "ИНТОВ") | Method and apparatus for producing radon |
| RU137153U1 (en) * | 2013-09-06 | 2014-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ Амплитуда" | VOLUME SOURCE OF GAMMA RADIATION |
| RU175480U1 (en) * | 2017-06-30 | 2017-12-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Cryogenic Radon Concentrator |
| RU2690743C1 (en) * | 2018-03-16 | 2019-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Radon generator with displacing gas pre-heating device |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1568782A1 (en) * | 1988-10-25 | 1995-01-09 | А.А. Лумпов | Method of production of radon |
| SU1725670A1 (en) * | 1990-07-20 | 1994-07-30 | Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлопина" | Method of radon isolation |
| RU2147149C1 (en) * | 1998-03-04 | 2000-03-27 | Лидия Николаевна Яковлева | Radon-222 source |
| WO2005081722A2 (en) * | 2003-12-09 | 2005-09-09 | Separation Design Group, Llc | Sorption method, device, and system |
| RU2482559C2 (en) * | 2011-03-15 | 2013-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТОВ" (ООО "ИНТОВ") | Method and apparatus for producing radon |
| RU137153U1 (en) * | 2013-09-06 | 2014-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "НТЦ Амплитуда" | VOLUME SOURCE OF GAMMA RADIATION |
| RU175480U1 (en) * | 2017-06-30 | 2017-12-07 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Восточный федеральный университет имени М.К.Аммосова" | Cryogenic Radon Concentrator |
| RU2690743C1 (en) * | 2018-03-16 | 2019-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии" | Radon generator with displacing gas pre-heating device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Kapitanov Y.P. и др., Adsorption of radon on activated carbon // International Geology Review, Vol.12, No. 7, 1970. pp.873-878. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Lehto et al. | Separation of radioactive strontium from alkaline nuclear waste solutions with the highly effective ion exchanger SrTreat | |
| JP2912393B2 (en) | Radioactive waste treatment method | |
| Mustafa et al. | Treatment of radioactive liquid waste (Co-60) by sorption on Zeolite Na-A prepared from Iraqi kaolin | |
| Chakravarty et al. | Ammonium molybdophosphate impregnated alumina microspheres as a new generation sorbent for chromatographic 137Cs/137mBa generator | |
| Palágyi et al. | Transport and sorption of 85 Sr and 125 I in crushed crystalline rocks under dynamic flow conditions | |
| Kratz et al. | A chemical group separation procedure for superheavy elements and various other reaction products from heavy-ion bombarded uranium targets | |
| Mishra et al. | Ion-exchangers in radioactive waste management Part XIV: Removal behavior of hydrous titanium oxide and sodium titanate for Cs (I) | |
| Das | Environmental radioanalysis | |
| RU2807212C1 (en) | Method for producing radon-222 and radon-222 generator | |
| Kumar et al. | Removal of cesium and strontium from acid solution using a composite of zirconium molybdate and zirconium tungstate | |
| Saint-Fort | Understanding sorption behavior and properties of radionuclides in the environment | |
| Naik et al. | Use of organophosphorus extractants impregnated on silica gel for the extraction chromatographic separation of minor actinides from high level waste solutions | |
| Assemi et al. | Sorption of radioiodine on organic rich soil, clay minerals and alumina | |
| El-Sweify et al. | Adsorption and separation of 152+ 154 Eu (III) and 60 Co (II) using cerium (IV) tungstate | |
| Avramenko et al. | Implementation of the continuous-flow hydrothermal technology of the treatment of concentrated liquid radioactive wastesat nuclear power plants | |
| Palágyi et al. | Determination of 137 Cs and 85 Sr transport parameters in fucoidic sand columns and groundwater system | |
| Kolomá et al. | Study of 85Sr transport through a column filled with crushed granite in the presence of bentonite colloids | |
| RU2498434C1 (en) | Method to produce radionuclide bismuth-212 | |
| Voronina et al. | Treatment of radioactive waste after rehabilitation of contaminated areas | |
| Sinha et al. | Removal of 137 Cs from an intermediate level liquid waste by using various ion-exchange media | |
| RU2090944C1 (en) | Method for decontaminating highly radioactive water from radionuclides | |
| El-Absy et al. | 137 Cs/137m Ba radioisotope generator based on 6-tungstocerate (IV) column matrix | |
| Zicman et al. | Removal of 137Cs ions from aqueous radioactive waste using nickel ferrocyanide, precipitated on silica gel | |
| Raut et al. | Effect of irradiation on AMP based resins for cesium separation from HNO 3 feed solutions: batch and column studies | |
| Fuks et al. | Clay-salt slimes of the «Belaruskali»-prospective sorbents for management of the liquid radioactive wastes and decontamination of aqueous solutions |