Способ получения короткоживущих

Способ получения короткоживущих

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВ7ОРСКОМУ СВИДИЕЛЬСУВУ

Сока Ссоотсиив

Социалистичесиив

Республии

33329 б

Зависимое от авт. свидетельства Л .--Зяявлено ЗО.XI I.1970 (№ 1600501, 26-25) с присоединением заявки X —

Приоритст—

Опубликовано 07.III.1972. Вюллетс ь хЪ 9

Дата опубликования опуса)шя 5.11 .1972

М.1(л. О 01п 23. 00

Комитет по делам иаобретений и аткрытий при Совете Министров

СССР

УД I(621.039(088.8) Авторы Г. IO. Байер, H. А. Лебедев, А. Пиотровски, В. И. Райко, Х. Тыррофф, f13 <>1) сто и ив В. А. Халкин и Э. Херрмянн

Заяи гс,т!

Объединенный институт ядерных исследогяний

СПОСОБ ПОЛУ !ЕНИЯ КОРОТКОМ(ИВУЩИХ

РАД ИОАКТИ В НЪ|Х МОНОИЗОТОП НЫХ ПРЕПАРАТОВ

РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к технике получения короткоживущих моноизотопных препаратов редкоземельиhlx элементов (р. 3. э.) для ядерно-спектроскопических исследований, Радиоактивные изотопы р. 3. э. ооразуются при облучении различных мишеней на ускорителях или реакторах. После облучения и мишени содержится большое количество радиоизотопов различных элементов. Интересующие радиоактивные продукты выделяют из материала мишени (все мишени составляют несколько граммов) различными химическими методами и исследуют с помощью спектрометрических приборов.

Так как для точных спектромстрических исследований требуются отдельные изотопы, интересуюгций элемент разделяют поизотопно с помощью электромагнитного масс-сепаратора. Для этого радиоактивный элемент (око:Io 10 — 11 г) вмсстс с микрограммовым количеством стабильного р. -. э, в видс окиси, нанесенной на кварцевую вату, вводят в плазменный ионный источник масс-сепаратора. Далее, воздействуя парами четыреххлористого углерода при высокой температуре (около

1000 С), получают летучие хлориды р. з. э. непосредственно в ионном источнике, которые затем ионизируются в плазме газового разряда. Разделенные изотопы собирают на коллекторс и извлскают из масс-сепаратора для проведения соответствующих спектроскопических исследовании. Иногда, как вариант этого метода облученную окись р. з. э. в количестве

10 — 13 лг помещают в ионньш источник масссспаратора, минуя процесс химического разделения.

В известном способе получения радиоак тивных моноизотопов р. з. э. имеет место большая продолжительность электромапштного ит разделения (несколько часов) и низкая эффективность процесса. Отношение полученных разделенных изотопов к их количеству, загру>кенному в ионный источник, Нс превышает

4% в час, а суммарная эффективность разде15 ления — не болес 15%. Следовательно, для разделения изотопов р. з. э. с периодом полураспада 10 вин и менее этот метод не пригоден.

В предлагаемом способе, с целью быстрого

2п элсктромаг.штного разделения изотопов р.з.э. с эффективностью более 10% за время менее

10 вин после поэлсментного разделения получешаых из мишени радиоактивных продуктов, требуемый элемент осаждается методом электролиза на полоскi фольги из n r onлавкого металла и помещается в испарительную камеру ионного источника с поверхностнои ионизацией. Процесс разделения изотопов проводится до полного испарения радиоактивного

30 элемента с фольги. При этом происходит эф33 f 2!Н> фективная ионизация паров вещества па раскаленной поверхности металлического иош1затора.

Г1рп решении задачи исходными были слсду1ощпе соображения: при сравнительно боль- 5 пшх количествах исходных веществ (Р), которые должны быть введены в плазменный ионный источник для стабильного газового разряда rl небольших величинах ионного тока ((= 10 — а), допускаемых обычно использую- 10 щимися масс-сепараторами, требуется длительное время (L P/() для ионизации всего загруженного вещества. Кроме того, эффективность плазменных ионных источников падает с уменьшением величины ионного ток;1. 15

Эффективность же источника с поверхностной ионизацией растет с уменьшением количества загру>каемого в него вещества. Время испарения ультрамалых количества радиоактивного вещества (= 1О " г) должно быть оо малым. Для проверки эффективности и быстроты процесса разделения были произведены опыты как с долгоживущими, так и короткоживущими изотопами р. з. э. Радиохимическп чистый препарат " Nd (Т /2 — — 3,3 дня) элек- 25 тролизом наносили на полоску (1 мм Х 6 6м.я) вольфрамовой фольги и помещали в испарительпую камеру ионного источника с поверхпостной ионпзацией.

Температуру ионизатора поднимали выше 30

2500 С. Через 1,5 мин после начала нагрева (время зависит от теплоемкости испарительной камеры и может быть уменьшено) начинается сбор изотопа на коллекторе масс-сеи а р а тор а (ем. ч е рте>к), л

Из графика, приведенного на чертеже, видПредмет изобретения

Рс <иктор А. Багыгин Составитель Е. Шульгин Корректор F.. Исакова

Заказ Kе 1485 Изд. М 310 Тира>к 448 Подписное

ЦНИИП11 Комитета но делам изобретений и откргятнй нри Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугнская наб., д. 4(5

Загорская типги рафпя

% ь

Ъ ь ь ь

Ъ ь

1k

% ь

5 а ь 3 ь ь ь

1 ь ьь

g ьО

- с ф св «ь

«ь, с ь

Вреия (иии) поспе 5кпючении шгре5а тпаршпепьипй нп((ер(ы

rro, lTo уже через 3 агин процесс 1>аздслепп>1 почти заканчивается, а на коллектор поступает около 40 "/о внесенного в поппьш источник

"оХс!. Аналогичные резульгаты были получены при разделении короткоживущих изотопов Х<1 п "Pr (Т (2 = 7,яин), выделенных из гадолиниевой мишени.

Приведенные данные показывают, что время разделения изотопов, которое, в основном, определяет время всего способа получения моноизотопных препаратов р. в. э. в десятки раз меньше, чем при разделении известными способами, а выход разделенных изотопов су1цествен о больше.

Способ получения короткоживущих радиоактивных мо оизотоппых препаратов редкоземельных элементов для ядерно-спектроскопических исследований, заключающийся в облучении вещества мишени в ускорителе или реакторе, выделении образовавшихся радиоактивных продуктов из вещества мишени, разделении этих продуктов поэлементно методом поноооменной хроматографии и поизотопном разделении требуемого элемента на электромагнитном масс-сепараторе, от,гича>ощийся тем, что, с целью сокращения времени и увеличения выхода при разделении изотопов, радиоактивный элемент наносят методом электролиза на пластинку из тугоплавкого металла, помещают в ионный источник с поверхностной ионизацией и ведут процесс разделения до полного испарения загруженного э гемента.