电沉积 LEU UO2 靶件生产医用99Mo的工艺研究

⁹⁹Mo是一种重要的医用放射性同位素。采用低浓铀（LEU）靶件生产裂变⁹⁹Mo是发展趋势。本工作进行了电沉积UO₂靶件制备、靶件溶解以及⁹⁹Mo化学分离等工艺研究，确定了电沉积LEU UO₂靶件制备医用裂变⁹⁹Mo的工艺流程。研究表明，于不锈钢管内壁上电沉积UO₂，在pH=7、电流0.5~2 mA/cm²、温度75~90 ℃、镀液中U浓度5 mg/mL条件下，经过约210 h电沉积，不锈钢管内壁上UO₂沉积层质量达到42 mg/cm²；采用6 mol/L HNO₃溶解UO₂镀层。采用α-安息香肟沉淀法实现⁹⁹Mo与大量裂变产物的初步分离，采用阴离子交换法与活性炭色层法联用实现⁹⁹Mo的纯化；纯化后的⁹⁹Mo溶液中，杂质¹³¹I、⁹⁰Sr、⁹⁵Zr、¹⁰³Ru、²³⁸U活度与⁹⁹Mo活度比值分别为4.47×10^-6%、7.40×10^-7%、8.67×10^-7%、2.57×10^-6%、1.69×10^-14%，均小于《欧洲药典》规定值，满足医用要求。本工作建立了电沉积LEU UO₂靶件生产高纯医用裂变⁹⁹Mo的工艺流程，为今后采用LEU技术生产医用裂变⁹⁹Mo，进而实现其自主规模化生产打下了基础。     

裂变~(99)Mo生产工艺中~(131)I~-的去除

正当前,医用~(99) Mo主要从~(235)U裂变产物中提取。~(235)U裂变产物含有100多种核素,其中~(131)I(T_(1/2)=8.02d)裂变产额为2.84%,相对于~(99) Mo(T_(1/2)=2.747d),其半衰期较长。因而,在医用裂变~(99) Mo生产工艺研究中,~(131)I的去除是关键技术之一。中国原子能科学研究院正在进行低浓缩铀(LEU)生产裂变~(99) Mo的工艺研究,~(99) Mo的化学分离工艺为:用HNO_3溶解辐照过的铀靶件,首先采用α-安息香肟(α-BO)沉淀法从铀靶模拟溶解液中分离~(99) Mo,实现~(99) Mo与其他裂变杂质的分     

用于医用核素钼-99的制备方法

~(99)Mo的衰变子体核素~(99m)Tc是核医学中应用最为广泛的放射性同位素,其使用量约占所有放射性同位素的70%。基于对目前国内外~(99)Mo制备方法的文献调研,阐述了医用~(99)Mo的主要制备方法,包括反应堆生产~(99)Mo、加速器制备~(99)Mo和中子发生器制备~(99)Mo。从靶件形式与化学提取等方面重点分析了以高浓铀(HEU)或低浓铀(LEU)为靶材料,利用反应堆生产裂变~(99)Mo的方法。鉴于近年来使用加速器与中子发生器制备~(99)Mo的方法已取得了较大进展,本文亦对此进行了较详细的阐述,并对进一步的研究工作提出建议。     

同位素技术研究进展

<正>1核素制备研究为推进裂变~(99)Mo的生产工艺研究,继续开展LEU-Al合金靶件生产裂变~(99)Mo关键技术研究和铀箔靶件生产裂变~(99)Mo的工艺研究。为去除铅铋堆因中子辐照产生的~(210)Po,继续开展铅铋冷却剂中~(210)Po处理技术研究。为解决~(99)Mo分离新技术的关键问题,"功能性离子液体萃取分离~(99)Mo及其辐射稳定性研究"获得了基金的批准立项。     

Mo在Al_2O_3上的吸附、解吸性能及其与U、Sr、Cs、I等杂质元素的分离

目前国际~(99)Mo面临供应危机,急需新技术和新反应堆。医用同位素生产堆是以~(235)UO_2(NO_3)_2溶液为燃料的专用反应堆,生产成本低、三废少、经济效益高。本工作利用Al_2O_3为分离材料,从模拟的医用同位素生产堆(MIPR)燃料溶液中分离和纯化Mo。结果表明,经两次分离,Mo的总回收率大于60%,U、Sr、Cs、I等杂质可以被除去,采用Al_2O_3从MIPR燃料溶液中提取~(99)Mo工艺可行。     

高浓铀靶裂变法生产钼-99发展的综述

随着放射性药物化学和核医学的快速发展,放射性诊断核素~(99m)Tc在临床的应用越来越广泛,从而使得当前全球对其母体核素~(99)Mo的需求量不断增加。目前高浓铀靶裂变法生产~(99)Mo仍是最广泛使用的方法。本文系统介绍了国内外采用高浓铀靶裂变法生产~(99)Mo的发展历史和生产工艺。     

Al_2O_3-阴离子交换双柱色层法分离高纯度的~(99)Mo(F.P.)

本文报道采用Al_2O_3-阴离子交换双柱色层法,从铀-235裂变产物中分离医用~(99)Mo(F.P.)的条件。在保证~(99)Mo(F.P.)具有较高纯度和收率情况下,重点研究了~(99)Mo的吸附、解吸以及杂质核素的洗涤条件。     

Al2O3色层法从低浓铀靶件中分离99Mo条件研究

在裂变⁹⁹Mo的生产工艺中,常用Al₂O₃色层法分离纯化⁹⁹Mo。为建立Al₂O₃色层法从低浓铀(LEU)靶件中分离裂变⁹⁹Mo的工艺,考察吸附时间、温度、酸度、预处理方式等对Al₂O₃吸附Mo效果的影响。研究采用Al₂O₃色层法从不同浓度HNO₃溶液中分离Mo。测定Al₂O₃色层法对Al和主要杂质元素Sr、Ru、Zr、Te、Cs、I的去污系数。研究结果表明,在0.05~0.1 mol/L HNO₃介质中Al₂O₃对Mo有出色的吸附性能,Mo吸附率在99%以上,在NH₄OH溶液中Al₂O₃不吸附Mo。经500 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-C具有更大的比表面积,且在HNO₃浓度大于0.1 mol/L时相比于150 ℃活化3 h预处理得到的Al₂O₃-B以及未经高温预处理得到的Al₂O₃-A对于Mo有更好的吸附性能。采用该工艺,通过Al₂O₃色层法从模拟的LEU靶件溶液中提取Mo,Mo回收率大于90%,Al₂O₃色层法对裂变杂质元素Ru、Sr、Zr、Te、Cs等的去除率均大于99.99%,对¹³¹I的去除率大于92%。由此可见,Al₂O₃在HNO₃介质中对Mo的吸附率高,能够有效地去除⁹⁹Mo产品中的杂质核素,适用于从低浓铀靶件中分离裂变⁹⁹Mo。     

质谱法测定西安脉冲反应堆~(99)Tc嬗变率

热堆是嬗变长寿命放射性裂变产物的有效途径之一。西安脉冲反应堆属于低中子通量热堆(满功率运行时热中子通量密度为4.5×10~(13)cm~(-2)·s~(-1)),利用该堆开展了6个裂变产物~(99)Tc靶的嬗变技术研究。经过6h满功率辐照,~(99)Tc辐照产物~(100)Ru在靶件中的含量接近10~(-6)水平,为测定~(99)Tc的嬗变率,采用高灵敏的质谱分析方法准确测量辐照产生的痕量~(100)Ru的量。为克服本底干扰和同质异位素的影响,采用单接收ICP—MS测量了未辐照前锝金属靶件中的杂质含量,采用~(99)Ru同位素稀释多接收电感耦合等离子体质谱技术测定了化学制样流程本底铷的含量,并对流程本底中Ru同位素比值进行了分析,最后采用同位素稀释质谱技术测量了6个辐照靶件~(100)Ru的含量。结果表明,嬗变率测量值的扩展不确定度好于1.5%。     

电沉积法制备~(235)U靶

电沉积法制备用于反应堆生产裂变99Mo的235U靶,是在一个密闭的圆筒形不锈钢结构的容器内进行的。不锈钢靶容器的内表面薄薄地镀一层铀,镀层应牢固而均匀。文中介绍了两种电沉积方法:一种是铀以氧化物的形式从含有铀盐的UO2(NO3)2(NH4)2CO4·H2O水溶液中沉积出来;另一种方法是从熔盐体系中直接电沉积金属铀,其电沉积效率和电沉积量都要高于水溶液体系电沉积铀。     

α-安息香肟沉淀法分离低浓铀裂变产物中的钼

为研究α-安息香肟(α-BO)沉淀法从低浓铀裂变产物中提取裂变99 Mo工艺,考察了α-BO沉淀法提取99 Mo的条件,包括温度、HNO_3浓度、α-BO与Mo摩尔比、辐照剂量、U浓度对α-BO沉淀Mo的影响,探索了MoO_2(α-BO)_2沉淀的再溶解条件,测定了α-BO沉淀法对131I、Sr、Zr、Ru、Cs、Ce、U等杂质元素的去污系数,以及Mo回收率。结果表明,在室温下,当HNO_3浓度为1mol/L,α-BO与Mo摩尔比大于2时,在无水乙醇和0.4mol/L NaOH两种α-BO溶解体系下,Mo回收率均大于95%。保持辐照剂量率为5 000Gy/h,α-BO沉淀法提取Mo的回收率随α-BO辐照剂量的增大而降低。辐照剂量低于8.25×10~5 Gy时,两种α-BO溶解体系下,Mo回收率均大于85%。随着U浓度的上升,Mo回收率逐渐下降。MoO2(α-BO)2沉淀可在15min内溶于0.5mol/L NaOH溶液中。以上结果表明,采用α-BO沉淀法分离靶件溶解模拟液时,对Sr、Zr、Ru、Cs、Ce、I、U等杂质元素有较好的去污效果。研究结果可为低浓铀生产裂变99 Mo提供参考。     

TBP-TEVA萃取色层分离-α能谱法测定辐照镎靶溶解液中痕量~(236)Pu的可行性

~(236)Pu的含量控制是钚热源的一项重要参数,通过α能谱准确测量镎靶溶解液中痕量~(236)Pu,建立镎靶辐照靶件溶解液中钚的分离方法。根据杂质组成特点采用TBP-TEVA萃取色层双柱分离,用氨基磺酸亚铁以及亚硝酸钠对钚进行调价,对靶件溶解液中的Al、Fe、U、Th和Np等进行分离,去污系数均大于104,钚的回收率为90.7%。研究大量~(238)Pu对α能谱测定~(236)Pu的干扰,结果表明,大量~(238)Pu会造成仪器本底升高,~(238)Pu能谱峰分辨率降低;在7 500Bq ~(238)Pu干扰下,测量4.3h时,~(236)Pu的最小可检测活度为1.20×10-2 Bq(当量质量为6.11×10-16 g)。计算结果表明,镎靶溶解液样品中钚的同位素比值n(~(236)Pu)/n(~(238)Pu)≥4.63×10-8时,取合适的样品量使得电沉积源中~(238)Pu活度在450～7 500Bq范围内,均可测量其中的痕量~(236)Pu,同时可准确测定同位素比值n(~(236)Pu)/n(~(238)Pu)。     

应用溶液堆生产裂变99Mo

裂变^99Mo的供应对保障核医学的应用和发展具有非常重要的作用。应用溶液堆生产裂变^99Mo具有运行安全、没有靶件制备、溶解工艺和生产工艺相对较简单、消耗铀燃料较少的优点。因此应用溶液堆生产裂变^99Mo具有很好的应用前景。     

利用HFETR制备高比活度锶-89溶液

通过高通量工程实验堆(HFETR),利用核反应~(88)Sr(n,γ)~(89)Sr制备高比活度~(89 )SrCl_2溶液,用于骨转移癌的治疗。以高纯富集~(88)SrCO_3为靶料,在热中子注量率约2×10~(14 )n·cm~(-2)·s~(-1)条件下辐照56d,经溶解、过滤,制得无色澄清的~(89 )SrCl_2溶液,~(89 )Sr比活度7.77×10~9～1.08×10~(10 )Bq·g~(-1),活度浓度3.59×10~8～1.21×10~(9 )Bq·mL~(-1),γ杂质含量0.11%～0.14%,铝含量小于2μg·mL~(-1)(活度浓度换算为7.4×10~(7 )Bq·mL~(-1)时),明显优于《中国药典》指标。~(89)SrCl_2溶液经检验,满足行业要求,可用作生产~(89)SrCl_2注射液的原料。本研究完成单次7.4×10~(10 )Bq级高纯度和高比活度~(89)Sr制备装置研发,对医用同位素产品国产化具有重要意义。     

医用裂变~(99)Mo分离纯化工艺中~(131)I~-和~(131)IO_3~-的去除

为评价已建立的裂变~(99) Mo分离纯化工艺,即AgNO3沉淀法、α-安息香肟沉淀法、阴离子交换色层法与活性炭色层法联用工艺流程,对放射性碘的去除效果,本研究以~(131)I为放射性示踪剂,研究两种不同放射性碘化学形态~(131)I~-与~(131)IO_3~-在~(99) Mo分离纯化工艺中的行为及其去除效果。结果表明,对于~(131)I~-,AgNO3沉淀能够去除模拟溶液中98.2%~(131)I~-,α-安息香肟沉淀法分离~(99) Mo工艺能够去除97.9%~(131)I~-,AG1-×8树脂上阴离子与I~-发生交换可以除去Mo样品中~(99).9%的~(131)I~-,活性炭色层法通过吸附作用除去75%的~(131)I~-,最终~(131)I~-的累积去污系数为1.90×106,~(131)I~-的去除率大于~(99).~(99)%。对于~(131)IO_3~-,加入AgNO3对其去除没有影响,ɑ-安息香肟沉淀法能除去~(99)%以上的~(131)IO_3~-,AG1-×8树脂上阴离子与~(131)IO_3~-发生交换可以除去Mo样品中~(99).9%的~(131)IO_3~-,活性炭色层法能除去约70%~(131)IO_3~-,最终~(131)IO_3~-的累积去污系数为2.52×105,~(131)IO_3~-的去除率大于~(99).~(99)%。已建立的裂变~(99) Mo分离纯化工艺流程对~(131)I~-与~(131)IO_3~-均具有出色的去除效果。     

裂变产物~(99)Mo-~(99m)Tc发生器

本文记述了裂变产物~(99)Mo-~(99m)Tc发生器的研制过程。将从~(235)U裂变产物中经过氧化铝色层法和阴离子交换法分离纯化的无载体、高浓度的~(99)Mo进行消毒处理;然后,装入经过消毒处理的负载量为2毫克/克酸性氧化铝(pH=5—6)色层柱上制成发生器。~(99m)Tc的淋洗效率>90%,淋洗全峰体积<10毫升,淋洗全峰所需时间2—3分钟。     

美国资助国内企业研发新型钼-99生产技术

<正>【英国《国际核工程》网站2017年1月5日报道】美国国家核军工管理局(NNSA)近日与三家企业签订项目资助协议,帮助这些企业研发不使用高浓铀的新型钼-99生产技术。Shine医疗技术公司(Shine Medical Technologies)计划采用次临界加速器和低浓铀生产钼-99,北极星医用同位素公司(North Star Medical Radioisotopes)正在研发线性加速器技术,通用原子能公司(General Atomics)则正在研发低浓铀靶件裂变技术。     

二(2-乙基己基)磷酸酯从硝酸体系中萃取Mo(Ⅵ)

用低浓缩铀靶代替高浓缩铀靶辐照进行~(99)Mo的生产是一个必然的趋势,但采用低浓缩铀靶辐照后裂变体系的组成可能发生改变,从而影响~(99)Mo的分离提取过程。为此,本工作以低浓缩铀辐照后溶解的模拟溶液为研究对象,在U(Ⅵ)大量存在的情况下,考察了二(2-乙基己基)磷酸酯(P_(204))从硝酸体系中萃取Mo(Ⅵ)的行为,重点研究了不同Mo(Ⅵ)浓度下萃取时间、萃取剂浓度、硝酸浓度、温度、其他主要元素(Cs(Ⅰ),Zr(Ⅳ),Y(Ⅲ),Nd(Ⅲ),Al(Ⅲ))等因素对萃取的影响。实验结果表明,不同Mo(Ⅵ)浓度下,P_(204)-磺化煤油对硝酸体系中Mo(Ⅵ)的萃取行为相似;在相比为1时,φ=10%P_(204)-磺化煤油对Mo(Ⅵ)即有较好的萃取效果;硝酸浓度不大于2mol/L时分配比随着硝酸浓度的增加而减少,但硝酸浓度进一步增大时对萃取无显著影响;萃取反应的ΔH和ΔG均为负值,表明该萃取是一个常温下能自发进行的放热反应;溶液中U(Ⅵ)和本工作考察的其它主要元素存在及其浓度的改变不会显著影响P204对Mo(Ⅵ)的萃取行为,且采用P_(204)可将Mo(Ⅵ)与Y(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)、Al(Ⅲ)选择性地分离。     

用于医用核素钼-99的制备方法

⁹⁹Mo的衰变子体核素^99mTc是核医学中应用最为广泛的放射性同位素，其使用量约占所有放射性同位素的70%。基于对目前国内外⁹⁹Mo制备方法的文献调研，阐述了医用⁹⁹Mo的主要制备方法，包括反应堆生产⁹⁹Mo、加速器制备⁹⁹Mo和中子发生器制备⁹⁹Mo。从靶件形式与化学提取等方面重点分析了以高浓铀（HEU）或低浓铀（LEU）为靶材料，利用反应堆生产裂变⁹⁹Mo的方法。鉴于近年来使用加速器与中子发生器制备⁹⁹Mo的方法已取得了较大进展，本文亦对此进行了较详细的阐述，并对进一步的研究工作提出建议。     

食品中微量~(99)Tc的分析方法研究

正针对食品样品中微量~(99) Tc的分析,建立了一种高效、定量分离~(99) Tc,并能有效除去电感耦合等离子体质谱测量过程中干扰~(99) Tc的钼、钌元素的方法。该方法采用聚乙二醇-4000涂覆的C18-U柱分离锝、钼和钌,用2mol/L碳酸钠溶液体系上柱后,用2mol/L碳酸钠溶液去除Mo和Ru,使用去离子水洗脱吸附在柱上的Tc。C18-U柱上Mo、Ru、Tc的淋洗曲线示于图1。该方法对~(99) Tc的平均回收率接近100%,钼的去污因子为1.3×10~4,钌的去污因子为6.2×10~3,极大地减少了钼、钌对