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.
