RU2282259C1 - METHOD FOR PRODUCING 63Ni RADIONUCLIDE PREPARATION OF HIGHER THAN 10 Cu/g ACTIVITY - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING 63Ni RADIONUCLIDE PREPARATION OF HIGHER THAN 10 Cu/g ACTIVITY Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282259C1 RU2282259C1 RU2005101593/06A RU2005101593A RU2282259C1 RU 2282259 C1 RU2282259 C1 RU 2282259C1 RU 2005101593/06 A RU2005101593/06 A RU 2005101593/06A RU 2005101593 A RU2005101593 A RU 2005101593A RU 2282259 C1 RU2282259 C1 RU 2282259C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- copper
- preparation
- concentration
- irradiated
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения препаратов радиоактивных элементов и может быть использовано в аналитической химии.The invention relates to a technology for producing preparations of radioactive elements and can be used in analytical chemistry.
Известен способ получения препарата радионуклида 63Ni с удельной активностью от 10 до 12 Ки/г [Е.А.Карелин, В.Т.Филимонов и др. Получение препаратов радионуклидов высокой удельной активности в ГНЦ РФ НИИАР. Доклад на Всероссийской конференции "50 лет производства и применения изотопов в России", Обнинск 20-22 октября 1998 г.. Сборник рефератов и тезисов докладов и сообщений, с.18]. Способ включает облучение обогащенного до 97% по изотопу 63Ni металлического никеля в потоке тепловых нейтронов (Еn<0,5 эВ) ядерного реактора СМ, растворение облученного материала в соляной кислоте и выделение из полученного раствора препарата целевого радионуклида методом экстракционной хроматографии.A known method of producing a radionuclide preparation of 63 Ni with a specific activity of 10 to 12 Ci / g [E.A. Karelin, V.T. Filimonov and others. Preparation of radionuclide preparations of high specific activity in the SSC RF RIAR. Report at the All-Russian Conference "50 Years of Production and Use of Isotopes in Russia", Obninsk October 20-22, 1998. Collection of abstracts and theses of reports and reports, p.18]. The method includes irradiating up to 97% 63 Ni metallic nickel enriched in the thermal neutron flux (E n <0.5 eV) of the SM nuclear reactor, dissolving the irradiated material in hydrochloric acid, and extracting the target radionuclide from the resulting drug solution by extraction chromatography.
Недостатком способа является большая продолжительность реакторного облучения исходного материала. Так, для получения препарата 63Ni с удельной активностью в интервале 10-12 Ки/г необходимо облучение в потоке тепловых нейтронов реактора СМ в течение 150-210 эффективных суток (эфф.сут.) соответственно. Указанный недостаток обусловлен низким значением сечения производящей ядерной реакции 63Ni(n, γ) 63Ni. Этой же причиной обусловлен и другой недостаток способа - использование в качестве исходного материала дорогостоящего изотопно-обогащенного 63Ni. Данный недостаток не может быть устранен посредством увеличения продолжительности облучения смеси природных изотопов никеля вследствие очень низкого содержания (3,59%) в ней стартового изотопа 63Ni.The disadvantage of this method is the long duration of the reactor irradiation of the source material. So, to obtain 63 Ni preparation with specific activity in the range of 10-12 Ci / g, it is necessary to irradiate the SM reactor in the thermal neutron flux for 150-210 effective days (effective day), respectively. This drawback is due to the low value of the cross section for the nuclear reaction 63 Ni (n, γ) 63 Ni. The same reason is caused by another disadvantage of the method - the use of expensive isotope-enriched 63 Ni as a starting material. This disadvantage cannot be eliminated by increasing the duration of irradiation of a mixture of natural nickel isotopes due to the very low content (3.59%) of the starting 63 Ni isotope in it.
Вышеуказанные недостатки устраняются тем, что в способе получения препарата радионуклида 63Ni с удельной активностью более 10 Ки/г облучают металлическую медь природного изотопного состава с массовой долей примеси никеля не более 5×10-3% в ядерном реакторе с плотностью потока быстрых (Е≥0,1 МэВ) нейтронов не менее 8·1014 см-2с1 и отношением плотностей потока тепловых и быстрых нейтронов не более 0,01, получают раствор облученного материала в азотной кислоте с концентрацией не менее 0,01 моль/л, выделяют препарат 63Ni посредством осаждения из полученного раствора меди в виде малорастворимого вещества.The above disadvantages are eliminated by the fact that in the method for producing a 63 Ni radionuclide preparation with a specific activity of more than 10 Ci / g, metallic copper of natural isotopic composition with a mass fraction of nickel impurity of not more than 5 × 10 -3 % is irradiated in a nuclear reactor with a fast flux density (E≥ 0.1 MeV) of neutrons not less than 8 · 10 14 cm -2 s 1 and the ratio of thermal and fast neutron flux densities not more than 0.01, a solution of the irradiated material in nitric acid with a concentration of not less than 0.01 mol / l is obtained, emit 63 Ni preparation by precipitation from copper solution in the form of a sparingly soluble substance.
Последовательность проведения операций получения препарата 63Ni по заявляемому способу представлена на чертеже.The sequence of operations for obtaining the drug 63 Ni by the present method is presented in the drawing.
Наличие операции облучения металлической меди природного изотопного состава быстрыми нейтронами обеспечивает накопление радионуклида 63Ni за счет протекания ядерной реакции 63Cu(n, р) 63Ni. Величина плотности потока быстрых нейтронов при облучении определяет выход целевого радионуклида, для получения препарата 63Ni по заявляемому способу величина данного параметра должна составлять не менее 8·1014 см-2с1. Высокая удельная активность препарата, получаемого по заявляемому способу, определяется возможностью отделения целевого радионуклида от исходного материала химическими методами. Однако присутствие в исходном материале примеси природных изотопов никеля приводит к снижению удельной активности конечного препарата 63Ni. Для получения препарата 63Ni по заявляемому способу следует использовать медь с содержанием примеси никеля не более 5·10-3%. Увеличение содержания примеси никеля в исходном материале сверх указанной величины приводит к возрастанию длительности его реакторного облучения, необходимого для получения препарата с удельной активностью более 10 Ки/г, до величины, превышающей 150 эфф.сут. (таким образом, не достигается сокращение продолжительности облучения по заявляемому способу по сравнению с прототипом). Поскольку возрастание отношения плотностей потока тепловых и быстрых нейтронов приводит к увеличению доли 63Ni, образующегося по ядерной реакции 63Cu(n, γ)64Cu с последующим бета-распадом 63Cu→64Ni и тем самым к снижению удельной активности препарата, величина данного параметра по заявляемому способу должна составлять не более 0,01.The operation of irradiating metallic copper of a natural isotopic composition with fast neutrons ensures the accumulation of the 63 Ni radionuclide due to the nuclear reaction 63 Cu (n, p) 63 Ni. The magnitude of the flux density of fast neutrons during irradiation determines the yield of the target radionuclide, to obtain the 63 Ni preparation by the present method, the value of this parameter should be at least 8 · 10 14 cm -2 s 1 . The high specific activity of the drug obtained by the present method is determined by the possibility of separating the target radionuclide from the starting material by chemical methods. However, the presence in the starting material of an admixture of natural nickel isotopes leads to a decrease in the specific activity of the final preparation 63 Ni. To obtain the drug 63 Ni according to the present method, copper should be used with a nickel impurity content of not more than 5 · 10 -3 %. An increase in the content of nickel impurity in the starting material in excess of the specified value leads to an increase in the duration of its reactor irradiation, necessary to obtain a preparation with a specific activity of more than 10 Ci / g, to a value exceeding 150 effective days. (Thus, a reduction in the duration of exposure by the present method is not achieved in comparison with the prototype). Since an increase in the ratio of thermal and fast neutron flux densities leads to an increase in the fraction of 63 Ni formed by the nuclear reaction 63 Cu (n, γ) 64 Cu with subsequent beta decay of 63 Cu → 64 Ni and thereby to a decrease in the specific activity of the drug, the value of this parameter according to the claimed method should be not more than 0.01.
Наличие операции получения раствора облученного материала в азотной кислоте с концентрацией не менее 0,01 моль/л обеспечивает высокий химический выход 63Ni при проведении последующей операции его выделения. Минимальная концентрация азотной кислоты определяется снижением выхода 63Ni вследствие его соосаждения с медьсодержащим осадком.The presence of the operation of obtaining a solution of the irradiated material in nitric acid with a concentration of at least 0.01 mol / L provides a high chemical yield of 63 Ni during the subsequent operation of its isolation. The minimum concentration of nitric acid is determined by a decrease in the yield of 63 Ni due to its coprecipitation with a copper-containing precipitate.
Наличие операции осаждения меди в виде малорастворимого вещества обеспечивает разделение исходного материала и целевого продукта и тем самым получение конечного препарата 63Ni. В отличие от прототипа заявляемый способ дает возможность повторного использования исходного материала для накопления целевого радионуклида. Регенерацию металлической меди из медьсодержащего осадка проводят известными из научно-технической литературы способами.The presence of the operation of deposition of copper in the form of a sparingly soluble substance ensures the separation of the starting material and the target product, and thereby obtaining the final preparation of 63 Ni. Unlike the prototype, the inventive method makes it possible to reuse the source material for the accumulation of the target radionuclide. The regeneration of metallic copper from a copper-containing precipitate is carried out by methods known from the scientific and technical literature.
Выделение препарата 63Ni из раствора облученного материала по заявляемому способу проводят осаждением меди в виде металла или ее нитрата.The selection of the drug 63 Ni from a solution of the irradiated material according to the claimed method is carried out by precipitation of copper in the form of a metal or its nitrate.
Осаждение меди в виде такого малорастворимого вещества, как металл, проводят посредством электролиза раствора облученного материала в азотной кислоте с концентрацией в интервале 0,01-0,1 моль/л. Максимальная концентрация азотной кислоты определяется снижением полноты электрохимического осаждения меди на катоде. Электролиз раствора облученного материала с нерастворимым анодом (графит, стеклоуглерод, платина и т.п.) обеспечивает глубокую очистку препарата 63Ni от меди (последовательность 1 на чертеже). Использование в качестве анода образцов облученной меди позволяет совместить операцию растворения данных образцов с осаждением меди, поскольку в процессе электролиза растворение анода будет происходить одновременно с осаждением меди на катоде. Данный вариант электролиза позволяет провести выделение 63Ni из большего количества облученного материала без увеличения объема электролита. После полного растворения медных анодов препарат 63Ni выделяют электролизом полученного раствора с нерастворимым анодом (последовательность 2 на чертеже).The deposition of copper in the form of such a sparingly soluble substance as a metal is carried out by electrolysis of a solution of the irradiated material in nitric acid with a concentration in the range of 0.01-0.1 mol / L. The maximum concentration of nitric acid is determined by the decrease in the completeness of the electrochemical deposition of copper at the cathode. The electrolysis of a solution of an irradiated material with an insoluble anode (graphite, glassy carbon, platinum, etc.) provides a deep purification of the 63 Ni preparation from copper (sequence 1 in the drawing). The use of irradiated copper as an anode makes it possible to combine the dissolution of these samples with copper deposition, since during the electrolysis, anode dissolution will occur simultaneously with copper deposition at the cathode. This electrolysis option allows 63 Ni to be isolated from a larger amount of irradiated material without increasing the electrolyte volume. After complete dissolution of the copper anodes, the 63 Ni preparation is isolated by electrolysis of the resulting solution with an insoluble anode (sequence 2 in the drawing).
Известно, что нитрат меди - Cu(NO3)2 - является хорошо растворимым в воде веществом. Растворимость данного соединения (в пересчете на металлическую медь) возрастает в интервале температуры 0-30°С от 280 до 530 г/л соответственно. Растворимость нитрата меди снижается по мере увеличения концентрации в растворе свободной азотной кислоты и в 16 моль/л HNO3 в пересчете на металлическую медь составляет 5 г/л (0°С) и 28 г/л (30°С). Осаждение меди по заявляемому способу в виде малорастворимого Cu(NO3)2 проводят из раствора облученного материала в азотной кислоте с концентрацией не менее 16 моль/л и конечной температуре раствора не более 30°С. Минимальная концентрация азотной кислоты и максимальная конечная температура раствора определяются снижением полноты осаждения нитрата меди. Нитрат никеля обладает высокой растворимостью в концентрированной азотной кислоте (более 200 г/л в пересчете на металл при 20°C и концентрации HNO3 16 моль/л) и при осаждении нитрата меди остается в растворе. Выделение препарата 63Ni из данного раствора проводят электролизом с нерастворимым анодом (последовательность 3 на чертеже).It is known that copper nitrate - Cu (NO 3 ) 2 - is a highly soluble substance in water. The solubility of this compound (in terms of metallic copper) increases in the temperature range 0-30 ° C from 280 to 530 g / l, respectively. The solubility of copper nitrate decreases with increasing concentration of free nitric acid in the solution and at 16 mol / L HNO 3 in terms of metallic copper is 5 g / L (0 ° C) and 28 g / L (30 ° C). The deposition of copper by the present method in the form of sparingly soluble Cu (NO 3 ) 2 is carried out from a solution of the irradiated material in nitric acid with a concentration of at least 16 mol / l and a final solution temperature of not more than 30 ° C. The minimum concentration of nitric acid and the maximum final temperature of the solution are determined by a decrease in the degree of deposition of copper nitrate. Nickel nitrate has high solubility in concentrated nitric acid (more than 200 g / l in terms of metal at 20 ° C and a concentration of HNO 3 of 16 mol / l) and remains in solution upon precipitation of copper nitrate. Isolation of 63 Ni from this solution is carried out by electrolysis with an insoluble anode (sequence 3 in the drawing).
Накопление радионуклида 63Ni проводили облучением образцов металлической меди природного изотопного состава в активной зоне реактора на быстрых нейтронах БОР-60 (ГНЦ РФ НИИАР). Плотность потока быстрых нейтронов в облучательной ячейке реактора составляла 1,5·1015 см-2с1. Образцы были изготовлены из прутковой меди марки М1к (по ГОСТ 859-78), содержание примеси никеля в используемой мели составляло 1,8·10-3%. Характеристики облучаемых образцов представлены в табл.1.The accumulation of the 63 Ni radionuclide was carried out by irradiating samples of metallic copper of natural isotopic composition in the BOR-60 fast neutron reactor core (SSC RF RIAR). The fast neutron flux density in the irradiation cell of the reactor was 1.5 · 10 15 cm -2 s 1 . The samples were made of bar copper M1k grade (according to GOST 859-78), the content of nickel impurities in the used chalk was 1.8 · 10 -3 %. The characteristics of the irradiated samples are presented in table 1.
Выделение 63Ni из облученного образца №1The selection of 63 Ni from the irradiated sample No. 1
Облученный образец растворили при нагревании в азотной кислоте с концентрацией 8 моль/л. В полученный раствор ввели водный раствор аммиака до конечного значения рН 1,0 (соответствует 0,1 моль/л концентрации свободной азотной кислоты). Получено 0,100 л раствора облученного материала. Выделение 63Ni проводили электролизом данного раствора с анодом из стеклоуглерода (катод - медная пластина). В процессе электролиза плотность катодного тока постепенно снижали от 30 до 5 мА/см2. После завершения электролиза электролит профилировали, выпарили досуха. Конечный препарат 63Ni получили растворением сухого остатка в 5,0 мл азотной кислоты с концентрацией 0,5 моль/л.The irradiated sample was dissolved by heating in nitric acid with a concentration of 8 mol / L. An aqueous solution of ammonia was introduced into the resulting solution to a final pH of 1.0 (corresponding to 0.1 mol / L of the concentration of free nitric acid). Received 0.100 l of a solution of irradiated material. Isolation of 63 Ni was carried out by electrolysis of this solution with an anode of glassy carbon (cathode — copper plate). During the electrolysis, the cathode current density was gradually reduced from 30 to 5 mA / cm 2 . After completion of the electrolysis, the electrolyte was profiled, evaporated to dryness. The final preparation 63 Ni was obtained by dissolving the dry residue in 5.0 ml of nitric acid with a concentration of 0.5 mol / L.
Выделение 63Ni из облученного образца №2The selection of 63 Ni from the irradiated sample No. 2
Облученный образец растворили в азотной кислоте с концентрацией 10 моль/л. Полученный раствор выпарили до конечного объема, соответствующего концентрации в нем меди 500 г/л, после чего его разбавили горячей (~80°C) азотной кислотой с концентрацией 16,1 моль/л, введенной в отношении 2,5:1 относительно объема исходного раствора. Раствор медленно охладили до 22°С и выдержали при данной температуре в течение 18 часов, после чего раствор отделили от осадка нитрата меди. Содержание меди в полученном растворе составило 12% относительно исходного. Данный раствор выпарили досуха, соли растворили в 0,100 л азотной кислоты с концентрацией 0,05 моль/л. Последующее выделение 63Ni проводили аналогично вышеописанным операциям для образца №1.The irradiated sample was dissolved in nitric acid with a concentration of 10 mol / L. The resulting solution was evaporated to a final volume corresponding to a copper concentration of 500 g / l in it, after which it was diluted with hot (~ 80 ° C) nitric acid with a concentration of 16.1 mol / l, introduced in a ratio of 2.5: 1 relative to the volume of the original solution. The solution was slowly cooled to 22 ° C and kept at this temperature for 18 hours, after which the solution was separated from the precipitate of copper nitrate. The copper content in the resulting solution was 12% relative to the original. This solution was evaporated to dryness, the salts were dissolved in 0.100 L of nitric acid with a concentration of 0.05 mol / L. Subsequent isolation of 63 Ni was carried out similarly to the operations described above for sample No. 1.
Характеристики конечных препаратов 63Ni, выделенных из облученных образцов, представлены в табл.2.The characteristics of the final preparations of 63 Ni isolated from the irradiated samples are presented in Table 2.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005101593/06A RU2282259C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | METHOD FOR PRODUCING 63Ni RADIONUCLIDE PREPARATION OF HIGHER THAN 10 Cu/g ACTIVITY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005101593/06A RU2282259C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | METHOD FOR PRODUCING 63Ni RADIONUCLIDE PREPARATION OF HIGHER THAN 10 Cu/g ACTIVITY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2282259C1 true RU2282259C1 (en) | 2006-08-20 |
Family
ID=37060723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005101593/06A RU2282259C1 (en) | 2005-01-24 | 2005-01-24 | METHOD FOR PRODUCING 63Ni RADIONUCLIDE PREPARATION OF HIGHER THAN 10 Cu/g ACTIVITY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2282259C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3573165A (en) * | 1969-03-10 | 1971-03-30 | Atomic Energy Commission | Production of high purity nickel-66 |
| RU2076362C1 (en) * | 1994-12-23 | 1997-03-27 | Физико-энергетический институт | Fast neutron reactor and radioactive isotopes producing method |
-
2005
- 2005-01-24 RU RU2005101593/06A patent/RU2282259C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3573165A (en) * | 1969-03-10 | 1971-03-30 | Atomic Energy Commission | Production of high purity nickel-66 |
| RU2076362C1 (en) * | 1994-12-23 | 1997-03-27 | Физико-энергетический институт | Fast neutron reactor and radioactive isotopes producing method |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КАРЕЛИН Е.А. и др. Получение препаратов радионуклидов высокой удельной активности в ГНЦ РФ НИИАР. Доклад на Всероссийской конференции "50 лет производства и применения изотопов в России. - Обнинск, 20-22 октября 1998, Сборник рефератов и тезисов докладов и сообщений, с.18. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112885495B (en) | Method for producing Ac-225 from Ra-226 | |
| Reischl et al. | Electrochemical separation and purification of yttrium-86 | |
| CN102382994B (en) | Radioactivity68Preparation method of Ge solution | |
| US3361651A (en) | Electrolytic reduction of uranyl solutions | |
| Hahn | Radioactive Iron Procedures Purification, Electroplating, and Analysis | |
| RU2282259C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING 63Ni RADIONUCLIDE PREPARATION OF HIGHER THAN 10 Cu/g ACTIVITY | |
| KR101460690B1 (en) | How to extract radioactive 99Mo from low enriched uranium targets | |
| US3573165A (en) | Production of high purity nickel-66 | |
| RU2704310C1 (en) | Method for dissolving off-grade pelletized products of mox-fuel production | |
| RU2436179C1 (en) | Start target composition on basis of radium, and manufacturing method thereof | |
| RU2750388C1 (en) | Thermal conversion of 62ni dimethylglyoximate to 62nio oxide | |
| US6245305B1 (en) | Method of separating and purifying gadolinium-153 | |
| Boldyrev et al. | Possibility of obtaining high-activity 177Lu in the IR-8 research reactor | |
| Zhang et al. | Analysis of iodine isotopes in travertine from Baishuitai, Yunnan Province, China | |
| US3616326A (en) | Separation of rare earths by electrolysis with parous carbon electrodes | |
| Radenkovic et al. | Ion-exchange separation of uranium, thorium and plutonium isotopes from environmental samples | |
| Phillips et al. | Chemistry and concept for an automated 72Se/72As generator | |
| Ryabchikov et al. | PROGRESS IN METHODS FOR THESEPARATION OF RARE-EARTHELEMENTS | |
| Velandia et al. | New neutron deficient isotopes of rubidium | |
| Enferadi et al. | Cyclotron production of 101Pd/101mRh radionuclide generator for radioimmunotherapy | |
| EA042801B1 (en) | METHOD FOR THERMAL CONVERSION OF 62Ni DIMETHYLGLOXIMATE INTO 62NiO OXIDE | |
| US20120042748A1 (en) | PURIFICATION PROCESS FOR 153Gd PRODUCED IN NATURAL EUROPIUM TARGETS | |
| Iqbal et al. | Production of high specific activity chromium-51 for medical uses | |
| Boldyrev et al. | A modified electrochemical procedure for isolating 177Lu radionuclide | |
| Gulamov et al. | Development of technology for carrier free {sup 103} Pd production from rhodium wire |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150125 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180125 |