Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Секция «Перспективные приложения ядерных технологий»

КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ И ВЫДЕЛЕНИЕ ТОРИЯ НЕОРГАНИЧЕСКИМИ СОРБЕНТАМИ ИЗ РАСТВОРОВ РАЗЛИЧНОГО СОСТАВА

Бетенеков Н.Д., Волков Ф.А., Недобух Т.А., Виткалов М.Н.

Уральский государственный технический университет – УПИ

Проблема выделения и концентрирования микроколичеств тория возникает при решении многих задач. Прежде всего, это определение радионуклида ²³²Th в питьевой воде, что в соответствии с НРБ-99 является обязательным. Уровень вмешательства для данного радионуклида установлен 6,0•10^-1 Бк/кг. Для определения удельной активности тория даже на этом уровне требуется осуществление многостадийной методики, необходимой стадией которой является концентрирование и отделение от урана в случае последующего определения изотопного состава методом -спектрометрии.

Еще один круг проблем связан с расширением применения радионуклидов в медицинской практике: радиодиагностике и радиотерапии. Одним из наиболее перспективных радионуклидов для применения в терапии онкологических и других заболеваний является ²¹³Bi. Во всем мире сейчас проводятся исследования по разработке медицинских препаратов на основе этого изотопа, которому предрекают большое будущее и уделяют большое внимание крупнейшие клиники мира. Его преимущества как радиофармпрепарата неоспоримы: период полураспада — 46 мин., при его распаде образуется ²¹³Po с периодом полураспада 4,2 мкс и энергией -излучения 8,3 МэВ. В результате терапевтический эффект достигается за счет высокоэнергетичного излучения полония-213, а его малый период полураспада способствует тому, что он не успевает уноситься потоком крови от места воздействия на опухоль. Висмут-213 является дочерним продуктом распада актиния-225 (период полураспада — 10 суток), поэтому непосредственно для применения необходимо создание изотопного генератора ²²⁵Ac – ²¹³Bi. ²²⁵Ac, в свою очередь, образуется при распаде ²²⁹Th, а получение ²²⁹Th возможно путем его отделения от материнского ²³³U. Таким образом, создание изотопного генератора ²²⁵Ac – ²¹³Bi возможно только при решении нескольких задач, одной из которых является получение радионуклидно чистого препарата ²²⁹Th путем выделения его из растворов ²³³U.

Для разработки методик концентрирования радионуклидов тория из различных объектов и выделения из растворов урана использован радионуклид ²³⁴Th. Описана методика выделения ²³⁴Th из растворов нитрата уранила, выдержанных в течение времени, необходимого для достижения радиоактивного равновесия между ²³⁸U и ²³⁴Th. Выделение тория проводилось путем сорбционного концентрирования в динамических условиях на неорганическом сорбенте марки Т-5 на основе гидроксида титана. Коэффициенты концентрирования тория и очистки его от урана за одну стадию составили не менее 10³. Полученный ²³⁴Th использовали в качестве метки для изучения его сорбционного поведения в процессах концентрировния из природных вод и водных растворов с различным солесодержанием и кислотностью в статических и динамических условиях. На основании полученных результатов предложены условия концентрирования тория из природных вод и определена активность ²³²Th в подземных водах Красноуфимского района в окрестности базы хранения 84 тыс. тонн монацитового концентрата. Определение проводилось методом -спектрометрии после предварительного концентрирования на неорганическом сорбенте марки Т-5. В результате установлено, что удельная активность ²³²Th в подземных водах на порядки ниже уровня вмешательства.