6 августа 2021

Химик-инноватор Кевин Гэддис из Окриджской национальной лаборатории придумал технологию 75% ускорения производства актиния-225

Atomic-Energy.ru
ORNL Химик-технолог Кевин Гэддис адаптировал компоненты системы ионной хроматографии высокого давления, чтобы они могли выдерживать экстремальные условия горячей камеры ORNL

Исследователь из Окриджской национальной лаборатории создал устройство, которое может ускорить процесс отделения медицинского радиоизотопа актиния-225 от облученных ториевых мишеней и выдержать высокорадиационную среду горячей камеры. В июле ORNL объявила, что химик-технолог лаборатории Кевин Гэддис построил и испытал прототип и работает над получением патента на устройство, которое сокращает время разделения на 75 процентов.

Определение проблемы

По данным ORNL, ионная хроматография высокого давления (HPIC), в которой используется насос высокого давления для более быстрого разделения ионов, является одним из самых быстрых и эффективных способов химического разделения. Но ториевые мишени, облученные в ускорителе частиц, должны обрабатываться в горячей камере, а высокие уровни облучения могут разрушить электронные компоненты HPIC.

Поскольку высокая радиация может разрушить компоненты, химики-технологи полагались на гравитацию для проведения разделения в горячих камерах. Но если позволить растворам капать через колонку, а не проталкивать их, то процесс будет более медленным.

Скорость важна, потому что спрос на радионуклид Ac-225, период полураспада которого составляет 10 дней, высок. 

"Время имеет значение", - сказал Кевин Гэддис в заявлении для СМИ от 2 августа в ORNL, - "Если мы сможем сократить время разделения, мы сможем получить больше продукта".

Поиск решения

Кевин Гэддис, который вместе с другими учеными ORNL работает над проектом Tri-Lab по производству радионуклида Ac-225 с учеными из Лос-Аламосской национальной лаборатории и Брукхейвенской национальной лаборатории, использовал устойчивые к радиации материалы для создания HPIC, которая использует давление воздуха, а не электричество для управления потоком образца и химикатов, отделяющих Ac-225 от побочных продуктов. По данным ORNL, Гэддис спроектировал систему таким образом, чтобы компьютер и электронный насос можно было разместить вне горячей камеры. Упрощенная панель управления с клапанами, приводимыми в действие воздухом, управляет потоком жидкости и химикатов.

Использование горячей камеры с автоматическими манипуляторами потребовало и других приспособлений, включая достаточное пространство между колоннами сепаратора, удобные для переключения клапаны и напечатанные на 3D-принтере резьбовые крышки, которые могут быть запечатаны манипуляторами.

Испытания макета горячей камеры с использованием холодной воды показали, что система может выполнить четвертый этап разделения в многоступенчатом процессе очистки Ac-225 - удаление соседних лантанидов - за 75 процентов меньше времени, чем при использовании системы с гравитационной подачей. Кевин Гэддис планирует установить автоматизированную систему HPIC в горячей камере, используемой для производства Ac-225, к осени и надеется использовать систему для большего количества изотопных разделений, согласно ORNL.