Способ выделения радионуклида кадмий-109



Способ выделения радионуклида кадмий-109
Способ выделения радионуклида кадмий-109
Способ выделения радионуклида кадмий-109

 


Владельцы патента RU 2575886:

Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" (RU)

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов и аналитической химии. Способ выделения радионуклида кадмий-109 раствора, содержащего радионуклиды кадмия и серебра, заключается в растворении облученного серебра в азотной кислоте, упаривании до влажных солей полученного раствора, растворении образовавшихся нитратов и осаждении основного карбоната кадмия избытком осадителя. Осаждение основного карбоната кадмия проводят в присутствии нитрата и гидроксида аммония с концентрациями: [NH4NO3]≥0,1 моль/л и 0,2≤[NH4OH]≤0,8 моль/л. В качестве осадителя используют раствор карбоната или гидрокарбоната натрия или калия. Изобретение позволяет повысить коэффициент очистки кадмия без необходимости регенерации серебра. 1 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов и аналитической химии.

Радионуклид кадмий-109 применяется для изготовления эталонных источников ионизирующего излучения.

Известно получение изотопа 109Cd путем облучения серебра нейтронами по реакциям

107Ag(n,γ)108Ag

108 A g = 108 C d + e + ν ¯

108Cd(n,γ)109Cd

и последующей его очистки.

При облучении изотопнообогащенного 107Ag в течение полугода в высокопоточном реакторе выход кадмия составляет ~50% от массы облучаемого серебра. Помимо основного продукта реакции при облучении образуются значимые количества радионуклида 110mAg. Последующая химическая переработка облученного образца проводится с целью очистки 109Cd от 110mAg и получения требуемой химической формы препарата.

Известен способ экстракционного разделения радионуклидов серебра и кадмия [Левин В.И. Получение радиоактивных изотопов. - М.: Атомиздат, 1972, с. 182], заключающийся в приготовлении раствора кадмия и серебра в смеси роданида аммония и ацетата натрия, последующей экстракции кадмия смесью пиридина с хлороформом и реэкстракции кадмия азотной кислотой.

Недостаток способа - неполное разделение компонентов.

Известен способ ионообменного разделения радионуклидов серебра и кадмия [Разбаш А.А., Севастьянов Ю.Г., Маклачков А.Г., Алексеева Л.Г., Радиохимия, 1981, т. 23, №3, с. 442], основан на сорбции Ag и Cd на сильнокислом катионите КРС-8п из смеси азотной и плавиковой кислот, элюировании кадмия раствором плавиковой кислоты, десорбции серебра раствором азотной кислоты.

Недостатками данного способа являются неполное разделение компонентов и использование плавиковой кислоты, вызывающей коррозию защитного оборудования.

Наиболее эффективным и технологичным является способ разделения радионуклидов серебра и кадмия [Патент RU №2230032 С2, 10.06.2004], заключающийся в осаждении металлического серебра из 0,1-2 моль/л HNO3 в присутствии нитрата гидразония и углеродного сорбента СКН. Далее кадмий осаждают из маточного раствора каким-либо известным способом и переводят в нужную химическую форму. При равной исходной активности 109Cd и 110mAg коэффициент очистки кадмия от серебра равен приблизительно 500.

Поскольку изотопнообогащенное 107Ag является дорогостоящим стартовым материалом, то осажденное серебро подлежит регенерации для повторного использования. Для этого углеродный сорбент СКН с осажденным на нем металлическим серебром обрабатывают азотной кислотой, растворенное изотопнообогащенное 107Ag регенерируют любым известным способом в металлическое серебро для повторного цикла облучения.

Недостатками данного способа являются низкий коэффициент очистки кадмия от серебра, а также необходимость регенерации 107Ag.

Задача предлагаемого технического решения - повышение коэффициента очистки кадмия без необходимости регенераций серебра.

Для решения вышеуказанной задачи в способе выделения радионуклида кадмий-109 растворяют мишени облученного серебра в азотной кислоте, упаривают полученный раствор до влажных солей, растворяют образовавшиеся нитраты и осаждают основной карбонат кадмия избытком осадителя в присутствии нитрата и гидроксида аммония с концентрациями: [NH4NO3]≥0,1 моль/л и 0,2≤[NH4OH]≤0,8 моль/л.

В качестве осадителя используют раствор карбоната натрия или гидрокарбоната натрия.

В качестве осадителя используют раствор карбоната калия или гидрокарбоната калия.

При добавлении раствора аммиака к солям металлов, образующих комплексные аммиакаты, сначала образуется осадок гидроокисей, который затем растворяется в избытке аммиака. В присутствии солей аммония в процессе растворения образуется меньшее количество осадка гидроксидов и при определенном соотношении концентраций ионов аммония и металла, растворение солей происходит без промежуточного образования осадка.

Кадмий и серебро образуют малорастворимые карбонаты и растворимые аммиачные комплексы [Справочник химика т. 3, с. 124, 229, изд. «Химия»]. Произведения растворимости карбонатов кадмия и серебра имеют один порядок и составляют ~5*10-12 и 8*10-12. Устойчивость аммиачных комплексов серебра почти на порядок выше устойчивости соответствующих комплексов кадмия. Очевидно, что распределение серебра и кадмия между осадком карбонатов и раствором зависит от соотношения концентраций ионов металлов, ионов аммония, карбонат-ионов и комплексообразователя-аммиака. Для качественного разделения серебра и кадмия необходимо определить условия, в которых кадмий бы полностью находился в карбонатном осадке, а серебро находилось бы в растворе в виде аммиачного комплекса. Очевидно, что минимальная концентрация аммиака должна быть достаточна для образования соответствующих растворимых комплексных аммиачных солей серебра и кадмия. Максимальная концентрация аммиака должна ограничиваться не менее чем 95% осаждением карбоната кадмия.

Для опытов использовали нитраты серебра и кадмия, меченые радиоактивными изотопами 110mAg и 109Cd. Массовые концентрации серебра и кадмия задавались растворением навесок известной массы.

Следует отметить, что концентрацию аммиака в системе NH4OH-NH4NO3-K2CO3 можно поддерживать не только введением заданного количества гидроксида аммония, но и введением заданного количества NH4NO3. В этом случае гидроксид аммония образуется по реакции

Концентрации [NH4NO3]≥0,1 моль/л и 0,2≤[NH4OH]≤0,8 моль/л подбирались экспериментально при проведении очистки кадмия от серебра в системе NH4OH-NH4NO3-0,3 моль/л K2CO3 при различных соотношениях аммиака и нитрата аммония.

Как видно из данных табл. 1, при концентрации NH4NO3<0,1 моль/л и концентрации NH4OH<0,2 моль/л очистки кадмия от серебра не происходит. В остальной области, соответствующей [NH4NO3]≥0,1 моль/л и [NH4OH]≥0,2 моль/л, коэффициенты очистки равны 14-3000.

На прилагаемом рисунке приведена зависимость степени осаждения карбоната кадмия от концентрации гидроксида аммония при различных концентрациях нитрата аммония. Как видно, при концентрации нитрата аммония 0-0,6 моль/л для достижения степени осаждения кадмия не менее 95%, концентрация аммиака не должна превышать 0,8 моль/л.

50 мл раствора нитратов кадмия и серебра в 12 моль/л HNO3, содержащего 0,1 моль/л кадмия и 0,05 моль/л серебра (мольное содержание Ag в смеси - 33,3%), упарили до влажных солей и растворили в 50 мл раствора, содержащего 0,6 моль/л NH4NO3 и 0,6 моль/л NH4OH. Добавили 2 моль/л раствора карбоната калия до концентрации 0,3 моль/л. Раствор перемешали и выдержали 24 часа. Осадок основного карбоната кадмия отделили от маточного раствора, промыли 3 раза по 20 мл дистиллированной воды и растворили в 20 мл 4 моль/л азотной кислоты. Результаты разделения приведены в таблице 2.

Способ выделения радионуклида кадмий-109 раствора, содержащего радионуклиды кадмия и серебра, заключающийся в растворении облученного серебра в азотной кислоте, упаривании до влажных солей полученного раствора, растворении образовавшихся нитратов и осаждении основного карбоната кадмия избытком осадителя, отличающийся тем, что осаждение основного карбоната кадмия проводят в присутствии нитрата и гидроксида аммония с концентрациями: [NH4NO3]≥0,1 моль/л и 0,2≤[NH4OH]≤0,8 моль/л, а в качестве осадителя используют раствор карбоната или гидрокарбоната натрия или калия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов и аналитической химии. Способ разделения радионуклидов кадмия и серебра включает растворение облученного серебра в азотной кислоте, упаривание раствора, растворение образовавшихся нитратов в аммиачном растворе, восстановление серебра до металла в аммиачной среде сернокислым гидроксиламином при рН более 6 и при мольном отношении сернокислого гидроксиламина к серебру более 1, отделение осадка металлического серебра от маточного раствора, содержащего кадмий-109 и осаждение из маточного раствора любого малорастворимого соединения кадмия.

Заявленное изобретение относится к устройству для элюирования радиоактивного материала. Заявленное устройство (100) для элюирования радиоактивного материала (160) может содержать элюционную колонку (105), предназначенную для размещения в ней радиоактивного материала, первый уплотнительный элемент (110), уплотняющий первый конец (111) элюционной колонки (105), второй уплотнительный элемент (120), уплотняющий второй конец (112) элюционной колонки (105), источник (20) подачи элюирующего вещества, соединенный с первым концом (111) элюционной колонки (105) при помощи первой иглы (22), устройство (40) сбора, соединенное со вторым концом (112) элюционной колонки (105) при помощи второй иглы (42), и фильтр (150), расположенный в элюционной колонке (105) и предназначенный для поддержания радиоактивного материала (160) и предотвращения контакта указанного материала (160) со второй иглой (42).

Изобретение относится к устройству для получения стронция-82. Заявленное устройство содержит нагреватель (9) и изолирующую камеру (4), заполняемую газом, не взаимодействующим с металлическим рубидием, в которой установлены облученная в потоке ускоренных заряженных частиц мишень (10), представляющую собой стальную оболочку, заполненную металлическим рубидием, держатель (1) облученной мишени (10) и химический реактор (23), с корпусом которого соединены трубопроводы подачи в химический реактор (23) расплавленного металлического рубидия (18), закиси азота (17), раствора азотной кислоты (19), а также трубопровод (15) выдачи из химического реактора (23) полученного раствора солей рубидия.
Изобретение относится к способу генерации радиоизотопов, которые используются в ядерной медицине для приготовления фармпрепаратов, вводимых в пациентов. Заявленный способ включает облучение мишени пучком тормозного излучения и извлечение из мишени образовавшихся радионуклидов методами радиохимии.

Изобретение относится к радиохимии, а именно к способу получения дитритийдифторбензола источника ядерно-химического генерирования неизвестных фторзамещенных фенил-катионов.

Изобретение относится к области радиохимии и может быть использовано в технологии получения радиоактивных изотопов и аналитической химии. Способ разделения радионуклидов кадмия и серебра включает растворение облученного серебра в азотной кислоте, упаривание раствора, растворение образовавшихся нитратов в аммиачном растворе, восстановление серебра до металла в аммиачной среде сернокислым гидроксиламином при рН более 6 и при мольном отношении сернокислого гидроксиламина к серебру более 1, отделение осадка металлического серебра от маточного раствора, содержащего кадмий-109 и осаждение из маточного раствора любого малорастворимого соединения кадмия.
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения высокочистого карбоната кадмия включает обработку водным раствором аммиака предварительно очищенного водного раствора нитрата кадмия, последующую карбонизацию промежуточного продукта - аммиаката кадмия газообразным диоксидом углерода и выделение конечного продукта.
Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Способ очистки нитрата кадмия включает растворение кристаллического нитрата кадмия в дистиллированной воде и добавление к полученному раствору нитрата кадмия при перемешивании водного раствора гидроксида натрия, взятого в количестве, составляющем 4,4-6,0% от стехиометрически необходимого для полного осаждения гидроксида кадмия.
Изобретение относится к способу получения очищенных от примесей сульфатных растворов кадмия точно заданной концентрации. .
Изобретение относится к технологии получения наноматериалов, в частности наночастиц теллурида кадмия, и может быть использовано для создания оптических приборов, детекторов ионизирующих излучений, катализаторов.
Изобретение относится к способам получения наночастиц веществ с заданными свойствами, в частности к получению полупроводниковых наночастиц теллурида кадмия метастабильной гексагональной фазы (вюртцита).
Изобретение относится к области изготовления полупроводниковых приборов, и может быть использовано в технологии полупроводников, в том числе, для создания детекторов ионизирующих излучений.

Изобретение относится к области подготовки твердых проб объектов окружающей среды для количественного определения кадмия физико-химическими методами. .

Изобретение относится к радиохимии и может быть использовано в химической технологии и аналитической химии. .
Изобретение относится к области выделения соединений кадмия. .

Изобретение относится к получению поликристаллических боратов, которые могут применяться в качестве твердотельных матриц для эффективных люминофоров. Для получения тетрабората кадмия CdB4O7 путем термической обработки в качестве исходных компонентов используют смесь из CdO (31,03 мас.%), H3BO3 (68,97 мас.%). Процесс проводят на воздухе при ступенчатом подъеме температуры от 300 до 850°С в течение 250 ч. Изобретение позволяет получить монофазный поликристаллический тетраборат кадмия CdB4O7 без таблетирования образца. 1 ил., 2 табл., 1 пр.

Изобретение относится к переработке отходов, содержащих цветные металлы (цинк и кадмий), агломерационного, доменного, прокатного, сталеплавильного производств и может быть использовано в черной и цветной металлургии. Способ гидрометаллургической переработки цинксодержащих пылей металлургического производства включает выщелачивание указанного сырья раствором серной кислоты с растворением соединений цветных металлов в виде сульфатов и отделение железосодержащего осадка с получением раствора, содержащего цветные металлы. При этом выщелачивание ведут в автоклавных условиях, при температуре 140-200°С, с концентрацией серной кислоты 220-250 г/л и временем выдержки 2 часа, обеспечивая извлечение в раствор цинка и кадмия до 95-98%. Изобретение позволяет осуществить переработку цинксодержащих отходов в одном аппарате за один технологический процесс, получая при этом раствор, который может быть переработан по известным технологиям с получением товарной цинксодержащей продукции, и сократить безвозвратные потери ценных компонентов. 1 табл.

Изобретение относится к способу синтеза легких ядер. В заявленном способе предусмотрено столкновение ускоренных потоков осциллирующих ионов при использовании магнитной системы в конфигурации открытой осесимметричной магнитной ловушки. При этом используется дополнительный плазменный эмиттер на внешнем электроде и потенциальный электрод, расположенный по центру. Техническим результатом является снижение потребляемой мощности и возможность обеспечения непрерывного режима работы применяемого устройства. 3 ил.
Наверх