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。     

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。     

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。     

基于活性碳纤维的三柱反式选择型99Mo-99Tcm发生器

世界范围内医用⁹⁹Tc^m供应链仍很脆弱,开发基于非裂变产物⁹⁹Mo的⁹⁹Mo-⁹⁹Tc^m分离装置及工艺对于提高我国99Tcm供应能力十分重要。活性碳纤维（ACF）是性能优良的钼锝色层分离材料,可用于制备多柱选择性反向发生器（MSIG）结构的非裂变⁹⁹Mo-⁹⁹Tc^m色层发生器。基于ACF改性和评价工作,利用重新设计的全自动非裂变⁹⁹Mo-⁹⁹Tc^m发生器装置,开发三柱⁹⁹Mo-⁹⁹Tc^m分离纯化工艺,并用该装置分离纯化获得的高锝［⁹⁹Tc^m］酸钠注射液进行MDP、MIBI药盒的标记。结果表明,非裂变⁹⁹Mo-⁹⁹Tc^m发生器三柱分离工艺对⁹⁹Mo-⁹⁹Tc^m模拟液中⁹⁹Tc^m收率可达78%,得到的高锝［⁹⁹Tc^m］酸钠注射液放化纯度和MDP、MIBI药盒标记率均符合《中国药典》要求。基于活性碳纤维开发的三柱反式选择型⁹⁹Mo-⁹⁹Tc^m发生器有望用于从非裂变⁹⁹Mo中提取⁹⁹Tc^m。     

Mo在Al2O3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⁹⁹Mo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²³⁵UO₂(NO₃)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Al₂O₃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Al₂O₃从MIPR燃料溶液中提取⁹⁹Mo工艺可行。     

医用同位素99Mo吸附分离研究进展

医用同位素⁹⁹Mo是一种广泛应用于核医学领域的重要核素。由于常规的高浓缩铀裂变生产⁹⁹Mo的过程中存在安全隐患,人们已经开始寻找其他可靠的⁹⁹Mo生产途径。在分离⁹⁹Mo和^99mTc的方法中柱层析法具有很大优势,其中的关键是层析柱的材料,材料对⁹⁹Mo吸附能力关系到未来新一代⁹⁹Mo-^99mTc发生器的制备。本研究对医用同位素⁹⁹Mo的吸附分离进行综述,介绍⁹⁹Mo生产方式,⁹⁹Mo和^99mTc分离方法 ,以及目前对Mo具有一定吸附效果的吸附材料,为未来利用低比活度⁹⁹Mo吸附制备⁹⁹Mo-^99mTc发生器提供参考。     

使用活性炭纤维从中性钼溶液中提取锝的方法研究

为了寻找适用于低比活度钼料液的高效钼锝分离材料,以提高锝［⁹⁹Tc^m］淋洗液的放射性浓度,获得满足临床用要求的医用锝［⁹⁹Tc^m］,本研究探索从中性钼溶液中分离锝的方法,简化锝［⁹⁹Tc^m］淋洗液的处理过程。采用活性炭纤维从1 mol/L的氯化钠中性低比活度钼［⁹⁹Mo］溶液（＜0.2 Ci/g Mo）中提取锝［⁹⁹Tc^m］,全过程使用中性淋洗液解吸锝［⁹⁹Tc^m］,实现钼和锝［⁹⁹Tc^m］的分离。结果表明,锝［⁹⁹Tc^m］回收率大于90%,所得高锝［⁹⁹Tc^m］酸钠淋洗液不经pH调节,符合《中国药典》要求,对注射用亚锡甲氧异腈（MIBI）和注射用亚锡亚甲基二膦酸盐（MDP）进行标记后的标记物放化纯度符合《中国药典》要求。建立了具有自主知识产权、优势明显的从中性低比活度⁹⁹Mo（＜0.2 Ci/g Mo）中分离提取⁹⁹Tc^m的方法,可为中子俘获法制备⁹⁹Mo用于制备⁹⁹Tc^m和加速器法直接制备⁹⁹Tc^m提供技术储备。     

急性摄入131I的医学应急参考可测量推导

通过推导与甲状腺待积器官剂量相关的¹³¹I可测量,为¹³¹I生产单位职业卫生管理和制定相关作业的医学应急计划提供参考。依据我国《职业性放射性甲状腺疾病诊断》规定的甲状腺待积器官剂量以及《国际辐射防护和辐射源基本安全标准》为避免严重确定性效应和降低随机性效应而推荐的防护行动水平,推算单次吸入达到相应的甲状腺待积器官剂量时的实用量,包括工作场所浓度、甲状腺¹³¹I含量和尿碘日排量。当人员(不考虑个体防护)停留的工作场所¹³¹I化合物和¹³¹I蒸气浓度C_A分别达2.1×10⁴ Bq/m³和1.2×10⁴ Bq/m³,或甲状腺¹³¹I含量M(t)_甲达3.8×10⁴ Bq,或尿¹³¹I日排量M(t)尿达4.5×10¹ Bq时,应该根据防护目的,结合职业人员接触时间、体力劳...     

凝胶型99Mo-99mTc发生器研究现状

与裂变型⁹⁹Mo-^99mTc发生器相比，凝胶型⁹⁹Mo-^99mTc发生器制备^99mTc具有工艺简单、产生的放射性废物容易处理、对环境影响小等优点。本文主要论述了凝胶型⁹⁹Mo-^99mTc发生器与裂变型⁹⁹Mo-99mTc发生器的区别，堆照生产⁹⁹Mo原料和凝胶材料的研究进展，凝胶结构以及凝胶组分等多种条件因素对凝胶型⁹⁹Mo-^99mTc发生器性能的影响等，并对低比活度⁹⁹Mo生产^99mTc的研究进展进行综述。     

离心法生产131Xe同位素技术研究

为利用离心分离方法将¹³¹Xe同位素丰度浓缩到90%以上，本研究采用多组分矩形级联算法进行级联计算，分析中间组分的分离特性，研究级联长度、供料位置、级联分流比等参数对分离效果的影响。对分离¹³¹Xe同位素的矩形级联分离方案进行优化，制定生产丰度为90%以上的¹³¹Xe运行方案，通过解决¹³¹Xe同位素分离过程中的级联工况调整与稳定、中间组分浓缩等关键技术，最终经8遍分离获得丰度为93.786%的公斤级¹³¹Xe产品，证明级联生产高丰度¹³¹Xe产品的可行性。     

质控实验室内131I气溶胶的来源分析及其控制措施

由于碘易挥发，对于从事¹³¹I放射性药品生产和质量检验的人员，容易形成内照射危害。本研究以质量检验过程为例，确定¹³¹I气溶胶的来源及其挥发量，并研究可采取的控制措施。研究发现，质控实验室内¹³¹I气溶胶的最大来源是放射性废物中的毛细管和移液器吸头，其单位时间内挥发的¹³¹I气溶胶活度最高可达1.93×10⁵ Bq/h。采用密封放射性废物措施后，能显著降低¹³¹I气溶胶的浓度。本研究结果对于妥善处理质量检验过程产生的放射性废物、降低质控实验室¹³¹I气溶胶的浓度，保护质检工作人员的健康与安全具有现实意义。     

新型熔盐快堆的物理优化设计及99Mo产量分析

为提高新型熔盐快堆的堆芯中子经济与安全性能,并利用²³⁵U的裂变反应进行⁹⁹Mo同位素生产,应用SCALE6.1程序进行了堆芯几何参数优化,基于优化后的堆芯对⁹⁹Mo同位素的生产进行相关分析。结果表明：适当增加燃料元件半径、减小燃料栅元半径可提高有效增殖因子,同时降低冷却剂温度系数;当燃料元件容器壁厚为0.1 cm、燃料元件半径为3.5 cm、栅元半径为5 cm、活性区半径和反射层厚度分别为63 cm和100 cm时,堆芯运行寿期满足32个月,此时总反应性温度系数为-1.615×10^-5K^-1,保证了堆芯的固有安全性;选最外层燃料元件作为⁹⁹Mo生产的燃料靶件可提高⁹⁹Mo的产量,当燃料靶件提取周期为7 d时,⁹⁹Mo出堆年产量达到6.25×10¹⁶Bq,比活度为2.77×10¹⁵Bq·g^-1。     

高盐度地下水中90Sr浓硝酸沉淀分析法改进及应用

环境样品中⁹⁰Sr分析的关键问题之一是Sr和Ca的有效分离,经优化浓HNO₃沉淀法分离Sr和Ca的条件后,方法对Sr的回收率大于80%,测量源中Sr的化学纯度约为99%。用改进的HNO₃沉淀法分析某污染高盐度地下水中⁹⁰Sr活度浓度,分析结果与经典的发烟硝酸沉淀法相符,且Sr回收率和纯度稍好于发烟硝酸沉淀法,4个水文监测孔地下水中⁹⁰Sr的活度浓度为1.21～6.24mBq/L。     

125I在压实北山花岗岩粉中毛细管内扩散

为了解¹²⁹I在我国深地质处置库重点研究区围岩中的迁移行为,为选址预评价提供基础数据,利用批式吸附实验法和改进的毛细管内扩散法研究了碘离子在北山花岗岩粉中的吸附和扩散行为,分析了不同控制条件对碘离子的表观扩散系数(D_a)的影响。结果表明：在固液比为20 g/L,碘离子在北山花岗岩粉上的吸附几乎可以忽略;扩散实验中¹²⁵I^-的D_a值为8.2×10^-11~1.4×10^-9 m²/s,表明碘离子在压实北山花岗岩岩粉中的扩散速率很快;¹²⁵I^-的D_a值随扩散温度的升高而变大,随扩散源液离子强度的增加而变大,随同位素载体浓度的升高而变大,¹²⁵I^-的扩散速率随溶液pH值的上升整体有减小的趋势。     

干馏法从铀的裂变产物中分离131I

¹³¹I是一种重要的医用放射性同位素,但因湿法分离技术上的缺陷,使得从铀裂变产物中获取¹³¹I的工艺具有环境污染严重、提取效率低的缺点。因铀裂变产物中¹³¹I的产额较高,为拓展¹³¹I的获取途径,提高铀裂变产物的利用效率,开展铀裂变产物中¹³¹I分离的新工艺研究十分必要。与传统湿法分离工艺不同,本工作采用了干馏法进行铀裂变产物中¹³¹I的分离。为了得到高的¹³¹I分离效率,将分离过程分为低温粉化、高温干馏和中低温保温三个阶段,并研究高温干馏阶段温度对131I分离效率的影响。实验发现：当干馏温度高于950 ℃时,¹³¹I的分离效率≥98%。此外,研究结果还表明,在该干馏温度下,碘和¹⁰³Ru 均可挥发出铀靶片,但产物收集液中却仅含有碘。为了解释这一现象,对碘的分离过程进行分析,结合实验结果和理论计算,推测挥发物中碘和¹⁰³Ru分离的原因为：¹⁰³Ru与氧反应生成挥发性RuO₄,从铀的裂变产物挥发出;因加热管内温度较高,RuO₄在迁移过程中发生了分解,生成RuO₂沉积在加热管内部。因此,利用干馏法从铀的裂变产物中分离¹³¹I时,为了得到放化纯度高的碘产品,不仅要合理规划分离过程,还需科学设计加热管的长度。     

强碱性阴离子交换树脂用于90YCl3溶液金属杂质的纯化

从⁹⁰Sr/⁹⁰Y放射性衰变平衡体系中分离获得的90Y溶液具有无载体、金属杂质含量高等特点,需要进一步纯化才能应用于⁹⁰Y放射性药物的制备。本工作研究了AE4强碱性阴离子交换树脂在盐酸溶液中对Y³⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺的吸附性能。结果表明：AE4树脂在盐酸溶液中不吸附Al³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺;在3 mol/L以上的盐酸溶液中对Fe³⁺吸附性能较好;在7 mol/L以上的盐酸溶液中对Y³⁺的吸附性能较好。含有Y³⁺、Al³⁺、Zn²⁺、Mg²⁺等元素的混合溶液在3 mol/L HCl溶液通过AE4树脂柱后,Fe³⁺基本被全部吸附在树脂柱上;吸附余液调节盐酸浓度至7 mol/L,通过另一根AE4树脂柱,Y³⁺基本被吸附在树脂柱上。最后用0.01 mol/L HCl洗脱吸附在树脂柱上的Y³⁺,得到纯化后的YCl₃溶液。稳定核素和90Y示踪的研究结果表明,采用AE4树脂纯化⁹⁰YCl₃溶液的工艺可行,AE4树脂可用于90YCl3溶液中Fe、Al、Zn、Mg等主要杂质金属元素的去除。     

热中子诱发239Pu裂变的85Krm、87Kr和88Kr产额测量研究

中子诱发²³⁹Pu裂变的⁸⁵Kr^m、⁸⁷Kr和⁸⁸Kr的产额是重要的核参数,目前国外实验数据较少而国内尚未见实验报道。基于西安脉冲堆跑兔系统辐照Pu靶开展了热中子诱发²³⁹Pu裂变的⁸⁵Kr^m、⁸⁷Kr和⁸⁸Kr的产额测量研究。纯化后的钚溶液通过滴定后阴干的方式制靶,靶辐照后结合γ无损分析和气-固分离制源测量等方式测量裂变产物。采用有机玻璃扁平面源等效石英管源、不锈钢大面源等效气体源,并结合蒙特卡罗模拟实现了3类实验样品的γ能峰探测效率曲线的等效法刻度。以相同方式制备的²³⁵U靶开展气-固分离制源实验验证了钚靶中⁸⁵Kr^m、⁸⁷Kr和⁸⁸Kr气体释放率的一致性。根据实测目标产物与⁹⁹Mo的相对产额,以ENDF/BⅧ.0评价数据库中^...     

低温下活性炭吸附分离Kr和Xe

研究了低温下活性炭吸附分离Kr和Xe的方法。Kr和Xe混合气在-78 ℃活性炭吸附柱上进行富集,根据Kr、Xe在活性炭柱上脱附条件的差异实现了Kr和Xe的分离。结果表明,Kr和Xe的回收率均大于90%,Kr样品中Xe的去污系数达10⁴以上,Xe样品中Kr的去污系数达10³以上。     

发酵优化制备L-赖氨酸盐酸盐-13C6、15N2

采用北京棒杆菌（Corynebacterium pekinense）ZLD118（HS^-、AEC^r）发酵制备稳定同位素双标记的L-赖氨酸盐酸盐-¹³C₆、¹⁵N₂。对菌种的发酵培养条件和发酵培养基配方进行优化，采用优化后的发酵工艺制备高丰度稳定同位素¹³C、¹⁵N双标记L-赖氨酸，经离子交换树脂提纯、活性炭脱色精制后，产品的¹³C丰度达98.61%，¹⁵N丰度为98.15%，纯度为98.47%，产率为88.8%。结果表明，该工艺可进一步用于放大制备。     

AP1000剂量等效131I比活度运行限值优化研究

AP1000技术规格书中一回路剂量等效¹³¹I比活度运行限值是基于事故分析假设确定的,同时影响到放射性流出物的排放。根据AP1000原技术规格书中一回路剂量等效¹³¹I比活度运行限值计算出的SGTR事故厂外剂量和气态放射性流出物的排放都不满足GB6249—2011的要求。针对该问题,从碘尖峰释放机理、碘尖峰现实倍率、运行限值和条件以及放射性废物处理系统处理能力等方面进行了研究。计算结果表明,可将一回路剂量等效¹³¹I比活度的碘尖峰运行限值优化到1.11×106 Bq/g以满足GB 6249—2011的要求,同时不会对核电厂运行造成制约。