Способ выделения радона

 

Изобретение относится к радиохимической технологии - получению радиоактивного газа радона, широко используемого в технологических целях. Цель изобретения - повышение радиационной безопасности способа выделения радона - достигается за счет использования легкоплавкого материала-носителя, способного прочно связывать радий. Соль радия растворяют в легкоплавком твердом растворе соединения, связывающего радий (хлорированный дикарболлид кобальта, аддукты комплексных неорганических кислот с полиэтиленгликолями), в не смешивающемся с водой органическом соединении (1-нитронафталин, 1-хлор-2-нитробензол и т.д.). Полученный твердый раствор после накопления радона нагревают в закрытом контейнере до температуры, на 60 - 90°С превышающей температуру плавления, для выделения радона в газовую фазу и после застывания расплава откачивают радон из контейнера. Выход радона 90 - 95%.

Изобретение относится к радиохимической технологии - получению радиоактивного газа радона, широко используемого в технологических целях. Известен способ выделения радона, по которому носителем радия является водный раствор кислоты, над которым скапливается радон. К недостаткам этого способа следует отнести радиолитическое разложение водных растворов, приводящее к образованию чрезвычайно агрессивной и взрывоопасной газовой среды. Наиболее близок к предлагаемому способ выделения радона, основанный на использовании в качестве материала-носителя достаточно легкоплавкой эвтектической смеси солей щелочных или щелочно-земельных элементов. К недостаткам прототипа относится низкая радиационная безопасность, связанная с относительно высокой температурой плавления и хорошей растворимостью материала-носителя в воде. При разгерметизации контейнера или попадании внутрь его воды весь радий переходит в водный раствор, что приводит к труднолокализируемому загрязнению окружающей среды. Кроме того, для получения радона по способу-прототипу солевую эвтектику необходимо нагреть до высоких температур (300 - 450^оС), что усложняет конструкцию генератора и снижает его надежность. Цель изобретения - повышение радиационной безопасности способа. Указанная цель достигается за счет использования в качестве материала-носителя твердого раствора соединения, удерживающего радий в не смешивающемся с водой органическом растворителе. Существуют неорганические и элементоорганические соединения, например хлорированный дикарболлид кобальта (ХДК) или аддукты комплексных неорганических кислот (КНК) с полиэтиленгликолями, способные прочно связывать щелочно-земельные металлы, в том числе радий. В качестве растворителей для комплексов этих соединений с радием можно использовать многие полярные вещества. Например, 1-нитронафталин, практически нерастворимый в воде, имеет невысокую температуру плавления (61,5^оС) и достаточно высокую температуру кипения (304^оС). Для получения радона по предлагаемому способу соль радия растворяют в смеси ЭДК и 1-нитронафталина, выдерживают этот раствор для накопления радона, нагревают до 120-150^оС для выделения радона в газовую фазу и после застывания расплава откачивают радон. Для выделения из материала-носителя более 90% накопленного в нем радона необходим нагрев на 60^оС выше температуры плавления материала-носителя. При нагреве на 90^оС выше температуры плавления выход радона увеличивается до 95% и выше. Дальнейший нагрев не приводит к значительному увеличению выхода радона. Таким образом, для выделения радона по предлагаемому способу материал-носитель необходимо нагревать на 60-90^оС выше температуры плавления. П р и м е р 1. В 10 мл n-нитрофенилтетрафторэтилового эфира при 60^оС растворяли 0,0006 моль ХДК и 0,0003 моль n-нонилфенилового эфира ПЭГ. Температура плавления полученного материала-носителя 37^оС. В ампулу из нержавеющей стали с отводом для удаления радона помещали 5 мл расплавленного материала-носителя и вносили препарат радия. Для равномерного распределения радия и испарения воды трижды повторяли цикл плавления-кристаллизация материала-носителя. Расплав остужали до 20^оС и оставлялся для накопления радона. Затем ампулу помещали на 5 мин в стакан с кипящей водой (нагрев на 63^оС выше температуры плавления), охлаждали в стакане холодной воды и после застывания материала-носителя откачивали радон в измерительный контейнер. Выход радона составил 90% от общего накопления его в радии. Все измерения проводили на γ -спектрометре на базе микроЭВМ "МЕРА-60" (спектрометрический тракт в стандарте КАМАК). Погрешность определения содержания радона-222 во всем интервале исследованных концентраций (количеств) не превышала 4%. П р и м е р 2. Отличается от примера 1 тем, что в качестве материала-носителя использовали твердый раствор 0,06 моль/л ХДК и 0,03 моль/л n-нонилфенилового эфира ПЭГ в 1,3-динитробензоле с температурой плавления 89^оС. Температура нагрева была 100^оС, т.е. на 11^оС выше температуры плавления. Выход радона 65% от накопленного. П р и м е р 3. Отличается от примера 2 тем, что температура нагрева была 150^оС (т.е. на 61^оС выше температуры плавления). Выход радона 90% от накопленного. П р и м е р 4. Отличается от примера 2 тем, что температура нагрева была 200^оС (т. е. на 111^оС выше температуры плавления). Выход радона 96% от накопленного. П р и м е р 5. Отличается от примера 1 тем, что в качестве материала-носителя использовали раствор 0,06 моль/л аддукта кремнемолибденовой кислоты с n-нонилфениловым эфиром полиэтиленгликоля в 1-хлор-2-нитробензоле с температурой плавления 30^оС. Материал-носитель нагревали до 100^оС, т.е. на 70^оС выше температуры плавления. Выход радона 90% от накопленного. П р и м е р 6. Отличается от примера 1 тем, что в качестве материала-носителя использовали раствоp 0,06 моль/л ЭДК в 1,2-бис[ди(этилфенил)фосфиноксид)пропане с температурой плавления 90^оС. Материал-носитель нагревали до 150^оС, т.е. на 60^оС выше температуры плавления. Выход радона 90% от накопленного. П р и м е р 7. Материал-носитель, как в примере 1, содержащий радий, контактировали с равным объемом 0,5 моль/л азотной кислоты при 40^оС. Выход радия в водную фазу - менее 0,2% от общего его содержания. После облучения этого материала-носителя на γ -пушке до поглощенной дозы 3,1 х 10⁵ Гр выход радия в водную фазу в тех же условиях составил 0,05%, температура плавления материала-носителя понизилась до 35^оС (т.е. на 2^оС). Приведенные примеры подтверждают практически полное выделение радона при перегреве материала-носителя на 60-90^оС выше температуры плавления, свидетельствуют о высокой радиационной стойкости материала-носителя и об эффективном удержании в нем радия.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ РАДОНА, включающий введение радия в материал - носитель, накопление радона в закрытом контейнере, выделение радона в газовую фазу при плавлении материала-носителя и его удаление из контейнера после затвердевания материала-носителя, отличающийся тем, что, с целью повышения радиационной безопасности, в качестве материала - носителя используют легкоплавкий твердый раствор соединения, связывающего радий, в не смешивающемся с водой органическом веществе, а радон выделяют при нагревании материала - носителя на 60 - 90^oС выше температуры плавления.

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---