聚锑酸用于~(90)Y发生器制备的可行性研究

聚锑酸(PAA)在0.1 mol/L硝酸溶液中对Sr和Y的吸附容量分别为16.25 mg/g和42.1μg/g。不同浓度硝酸溶液不能将Sr和Y分离,二乙基三胺五乙酸(DTPA)和乙二胺四乙酸(EDTA)溶液可以洗脱Y而不能洗脱Sr。采用0.02 mol/L的EDTA为洗脱剂,Y的回收率能达到72%,但造成PAA交换剂不稳定。80℃下20 mL 0.12 mol/L的DTPA溶液可以洗脱86.2%的Y。研究结果表明,PAA有望制备成90Y发生器,但是发生器体系必须进行合理的设计以满足90Y发生器的要求。     

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。     

聚锑酸用于~(90)Y发生器制备的可行性研究

聚锑酸(PAA)在0.1 mol/L硝酸溶液中对Sr和Y的吸附容量分别为16.25 mg/g和42.1μg/g。不同浓度硝酸溶液不能将Sr和Y分离,二乙基三胺五乙酸(DTPA)和乙二胺四乙酸(EDTA)溶液可以洗脱Y而不能洗脱Sr。采用0.02 mol/L的EDTA为洗脱剂,Y的回收率能达到72%,但造成PAA交换剂不稳定。80℃下20 mL 0.12 mol/L的DTPA溶液可以洗脱86.2%的Y。研究结果表明,PAA有望制备成90Y发生器,但是发生器体系必须进行合理的设计以满足90Y发生器的要求。     

90Y电沉积的实验研究

研究了用电沉积方法从90Sr母液中分离医用90Y的工艺条件。以0.1 mol/L pH 2.5的(NH4)2SO4溶液为电沉积底液，以铂为阳极，铂或不锈钢为阴极，控制阴极电流密度0.5A/cm2，电沉积50min，90Y在阴极沉积率大于95%。阴极上的90Y用0.1~0.5mol/L的热硝酸洗脱后再次电沉积。二次电沉积后90Y/Sr90的分离系数大于8×105，洗脱收率大于70%。铂丝阴极上的90Y可用200~400μL 0.1~0.5mol/L的热硝酸洗脱，制成用于标记药物的90Y溶液；沉积有90Y的不锈钢阴极经热处理后，制成心血管放射性支架或医用敷帖片，其90Y的日浸出率分别小于1%和0.1%。残液中的90Sr经放置一段时间（20天）后，可用来再次分离90Y。     

水合二氧化锰(HMD)和水合五氧化二锑(HAP)用于HNO_3溶液中Sr、Cs、Zr、Ru、Se、Ce和Sm的去除研究

研究了水合二氧化锰(HMD)和水合五氧化二锑(HAP)对铀的吸附性能,以及在HNO3溶液中对Sr、Cs、Zr、Ru、Se、Ce和Sm的吸附性能。HMD和HAP在硝酸铀酰溶液中不吸附铀。HMD在0.2 mol/LHNO3溶液中对Zr、Ru和Se的吸附性能较好,HAP在0.2 mol/L HNO3溶液中对Sr、Cs、Ce和Sm的吸附性能较好。含有Sr、Sm、Ru、Ce、Zr和Se混合元素的0.2 mol/L HNO3依次通过HMD和HAP柱吸附后,元素基本被全部吸附。研究结果表明,HMD和HAP可以用于HNO3溶液中Sr、Sm、Ru、Ce、Zr、Cs和Se等医用同位素生产堆燃料溶液中主要裂变产物元素的去除。     

聚锑酸合成及吸附锶性能研究

采用SbCl3氧化法合成的聚锑酸具有较好的机械性能,适合于色谱柱操作.聚锑酸在低酸度溶液中对锶吸附选择性好,在0.1 mol/L硝酸溶液中对锶的吸附容最达到42 mg/g.但是,聚锑酸对UO2 的吸附容量达到27.7 mg/g.研究结果表明,聚锑酸只能用于不含铀废液中90Sr的去除.     

90Sr在SuperLig®620固相萃取颗粒上的吸附性能研究

为了建立SuperLig^®620分离水中⁹⁰Sr的方法,研究了接触时间、硝酸酸度、柠檬酸铵浓度、干扰核素等对⁹⁰Sr在SuperLig^®620固相萃取颗粒上分配系数K_d的影响。在0.1 mol/L HNO₃介质中,接触时间大于30 min时,K_d大于1 000 mL/g。在c(H⁺)＞1 mmol/L时,SuperLig^®620不吸附¹³⁷Cs、²³⁹Pu、⁹⁰Y,但可吸附¹³³Ba。通过调节解吸时柠檬酸铵的浓度,可排除¹³³Ba对⁹⁰Sr分离的干扰。研究了SuperLig^®620色层柱分离水中⁹⁰Sr的方法,将样品调节至0.1 mol/L HNO₃上柱,首先用10V_c（柱体积V_c＝0.1 mL）0.1 mol/L HNO₃洗涤杂质,然后依次用9V_c 0.1 mol/L柠檬酸铵、13V_c 1.8 mol/L柠檬酸铵解吸⁹⁰Sr、¹³³Ba。该流程对⁹⁰Sr的回收率大于99%,对主要干扰核素的去污因子大于3×10³,适用于环境水中⁹⁰Sr的分析。     

甲基膦酸二甲庚酯对Zr(Ⅳ)的萃取行为

以正十二烷为稀释剂,研究了甲基膦酸二甲庚酯(DMHMP)萃取剂对硝酸介质中Zr(Ⅳ)的萃取性能。从3.0 mol/L HNO₃中萃取Zr(Ⅳ)的分配比与萃取剂浓度及硝酸根浓度的关系表明：萃取过程中DMHMP以中性萃取剂形式与Zr(Ⅳ)配位,萃取反应方程式主要为： Zr⁴⁺+2DMHMP+4NO^-₃=Zr(NO₃)₄·2DMHMP 随着硝酸浓度的增大,还会生成Zr(NO₃)₄·2DMHMP·2HNO₃和Zr(NO₃)₄·2DMHMP·3HNO₃。该反应为放热反应,降低温度有利于DMHMP对Zr(Ⅳ)的萃取。     

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。     

反相柱式色层分离~(90)Sr-~(90)Y

本文研究了PMBP为固定相,以聚三氟氯乙烯为支持剂,分离~(90)Sr-~(90)Y的可能性。结果表明在pH为1～6时,Sr通过色层柱,而Y在pH为4.6～6时被萃取在柱上。用pH为5或5.5的盐酸溶液淋洗~(90)Sr,用1N(或3N)的盐酸或硝酸淋洗Y,分离效果良好。本法可用于实验室中从母体~(90)Sr中分离~(90)Y。方法简便,快速。     

Me-TODGA与TODGA萃取锶性能对比

以N,N,N′,N′-四辛基-2-甲基-3-氧戊二酰胺(Me-TODGA)或N,N,N′,N′-四辛基-3-氧戊二酰胺(TODGA)为萃取剂、磷酸三丁酯(TBP)为相改良剂、煤油为稀释剂,对比研究了水相酸度、萃取剂浓度、锶浓度、温度对Me-TODGA-TBP体系和TODGA-TBP体系萃取Sr²⁺的影响,并采用斜率法确定了萃合物的组成。结果表明,2种酰胺荚醚萃取Sr²⁺的分配比(D_Sr)随HNO₃浓度(c(HNO₃)=0.1～2.7 mol/L)、萃取剂浓度(c(萃取剂)=0.05～0.3 mol/L)的增加而增大,随Sr²⁺浓度的升高略有下降,随温度的升高而下降。2种萃取剂的萃合物组成分别为Sr(NO₃)2•3Me-TODGA和Sr(NO₃)2•2TODGA。萃取反应的ΔH分别为-69.46 kJ/mol和-51.39 kJ/mol,ΔS分别为-190.5 J/(mol•K)和-128.4 J/(mol•K),ΔG分别为-12.68 kJ/mol和-13.12 kJ/mol。相比之下,Me-TODGA萃取Sr²⁺的分配比不到TODGA的1/5。     

Th(NO_3)_4-UO_2(NO_3)_2-HNO_3-H_2O/30%TBP-正十二烷萃取体系主要组分分配比模型

利用文献报道的Th(NO3)4-UO2(NO3)2-HNO3-H2O/30%TBP-正十二烷体系各组分的分配比实验数据对现有的分配比模型进行分析和比对,提出了一个计算该体系各组分分配比的新模型。利用34组实验数据对新模型进行了验证,符合情况良好。计算结果表明,本文提出的模型明显优于原模型,可作为Th(NO3)4-UO2(NO3)2-HNO3-H2O/30%TBP-正十二烷萃取体系中Th(Ⅳ)、U(Ⅵ)和HNO3萃取行为计算机模拟的基础。模型建立的条件为:温度,25℃;U(Ⅵ)浓度,0~100g/L;Th(Ⅳ)浓度,0~232g/L;硝酸浓度,0~4.5mol/L。     

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。     

基于DBS改性的硅基DtBuCH18C6吸附剂的制备及其对Sr(Ⅱ)的吸附性能研究

为实现高放废液中核素⁹⁰Sr的分离提取,采用十二烷基苯磺酸（DBS）对4′,4′(5″)-二(叔丁基环己基)-18-冠-6（DtBuCH18C6）进行了改性修饰,合成了新型大孔硅基冠醚吸附剂,并通过SEM、TG-DTA、FT-IR等方法对其进行了表征。结果表明：即使在7 mol/L硝酸环境下,吸附剂中DtBuCH18C6的泄漏量也小于2.03%,有较好的化学稳定性;DBS作为配阴离子促进了DtBuCH18C6与Sr(Ⅱ)的络合,在0.5 mol/L硝酸条件下Sr(Ⅱ)的分配系数提高了约10倍（355.02 cm³/g）,且在高酸条件下与硝酸离子呈现协同作用;吸附剂对Sr(Ⅱ)的选择吸附性强,吸附过程符合准二级动力学方程及Langmuir吸附模型,最大饱和吸附容量可达到42.13 mg/g。以1 mol/L硝酸作为洗脱剂,洗脱剂与吸附剂的比例设置为0.90 L/g,接触时间为5 h的条件下,约79%的Sr(Ⅱ)可从吸附剂中洗脱下来,说明吸附剂可重复利用。     

环境空气中239+240Pu的分析测定

建立了环境空气中^239+240Pu的测量方法。该方法采用NF-2型滤膜采集空气样品5 000～10 000 m³,干法灰化,硝酸加热浸取钚,氨基磺酸亚铁和亚硝酸钠将钚转化为四价态,用三正辛胺—聚三氟氯乙烯粉萃取色层柱分离纯化钚,0.025 mol/L草酸—0.15 mol/L硝酸解吸,最后电沉积制源,在α谱仪上测量^239+240Pu计数。通过实验确认了测量方法的主要条件和参数:电沉积制源极间距为4.0 mm,pH值为2.0;溶液萃取分离色层柱高度为6.0 cm,溶液流速2 mL/min;氧化还原时间为10 min。方法全程回收率为52.5%~82.5%,平均值68.3%;气溶胶样品量为10 000 m³时,方法探测下限为1.31×10^-7Bq/m³。该方法可用于环境气溶胶中^239+240Pu测量,采用本方法测定了我国西北某地区气溶胶中^239+240Pu活度浓度, 结果平均值为3.25×10^-6 Bq/m³。     

isoBu-BTP/[C_2mim][NTf_2]萃取体系对几种稀土元素的萃取

本研究讨论了2,6-bis(5,6-dibutyl-1,2,4-triazin-3-yl)pyridine(isoBu-BTP)作为萃取剂在一种常见的疏水性咪唑类离子液体1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([C2mim][NTf2])中对硝酸溶液中几种稀土元素(Y、Nd、Eu、Dy)的萃取行为,其中重点考察对Dy的萃取。研究结果表明:与传统有机溶剂体系相比,离子液体萃取体系在低酸度(0.01~0.1mol/L)下对稀土元素有良好萃取效果,特别是对Dy显示了良好的选择性,另一方面,利用高酸(3mol/L)可以进行反萃;本研究以对Dy的萃取为例,通过双对数法,推算出Dy3+与isoBu-BTP的化学当量比为1∶2.4。由此推测Dy3+的萃取机理可能分为两方面,一方面是多数Dy3+与isoBu-BTP形成摩尔比为1∶3的配合物,另一方面是小部分Dy3+与[C2mim]+进行阳离子交换被离子液体本身萃取,从而证明了该体系中离子液体具有协同萃取的效应。