RU2476942C1 - Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2476942C1 RU2476942C1 RU2012100553/07A RU2012100553A RU2476942C1 RU 2476942 C1 RU2476942 C1 RU 2476942C1 RU 2012100553/07 A RU2012100553/07 A RU 2012100553/07A RU 2012100553 A RU2012100553 A RU 2012100553A RU 2476942 C1 RU2476942 C1 RU 2476942C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rhenium
- tungsten oxide
- tungsten
- matrix
- radionuclide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде.
Способ включает реакторное облучение нейтронами матрицы из оксида вольфрама, ее термическую обработку в среде кислорода до выхода в газовую фазу и конденсации целевого изотопа, извлекаемого затем посредством реагента. Матрицу из оксида вольфрама формируют в виде полого цилиндра, толщина стенки которого составляет не более 3 мм. Устройство содержит контейнер, выполненный в виде двух соосных цилиндров, между стенками которых расположена полость для размещения облучаемого оксида вольфрама, закрытая с одной стороны, и сублимационный аппарат, включающий конденсор и нагреваемую часть с патрубком для подачи кислорода, над которым установлена мембрана. В верхней части соосных цилиндров расположена сквозная трубка для прохождения среды облучения.
Технический результат заключается в повышении удельной активности материнского изотопа вольфрам-188, удельной активности дочернего рений-188 путем повышения его химического выхода и количественного осаждения на ограниченной поверхности. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области получения радиоактивных изотопов медицинского и научного назначения без носителя в радиохимически чистом виде, а также для создания радиоизотопных генераторов.
Известны способы получения радиоактивного изотопа рений-188 из облученного нейтронами оксида вольфрама (WO3) или порошка металлического вольфрама с последующим разделением материнского вольфрам-188 и дочернего целевого рений-188.
В большинстве вариантов разделения используют либо экстракционные, либо сорбционные методы [Зыков М.П., Романовский В.Н., Филяшин А.Т. и др. «Экстракционный генератор рения-188» / Труды Радиевого института им.В.Г.Хлопина, т.XII, 2007, с.86-95; Патент RU №2091878, публ. 27.09.1997; Патент US №7329400, публ. 12.02.2008]. Общим недостатком всех этих способов является необходимость проведения длительных и сложных процедур растворения облученных нейтронами образцов вольфрама или его оксида, что приводит к увеличению объемов радиоактивных отходов, загрязнению нежелательными примесями, привнесенными с использованными реагентами, а также повышению себестоимости целевого изотопа за счет применения реагентов. При этом для экстракционных генераторов, использующих органические реагенты, характерно образование продуктов радиолиза, при возможном образовании третьей фазы за счет радиационной полимеризации. В целом это приводит к снижению фактора разделения генераторной пары. Недостатком является и необходимость размещения экстракционных генераторов с блоком растворения в боксах с мощной биологической защитой значительных объемов со сложной системой транспортных и управляющих коммуникаций для подачи реагентов для растворения и экстракции, полученных радиоактивных растворов в экстракторы и отбора рений-содержащих фракций.
Другим известным способом разделения генераторной пары вольфрам-188/рений-188 и получения радиофармацевтического рения-188 без носителя, является термосублимационный метод, основанный на летучести высшего оксида рения (VII) - Re2O7.
Известен способ получения радионуклида рений-188, включающего наработку материнского вольфрам-188 в процессе облучения нейтронами мишени из металлического вольфрама, обогащенного по вольфрам-186 с последующим термохроматографическим выделением рений-188. В данном способе, с целью обеспечения высокой удельной активности целевого радионуклида, используют мишень, обогащенную до 97% по вольфраму-186, что, несмотря на повышение в 3,4 раза выхода целевого рений-188, в десятки раз повышает его себестоимость. При этом каждый раз перед проведением процедуры выделения рения-188 требуется проведение процесса восстановления водородом исходной вольфрамовой мишени до металла [SU №1498288 «Способ получения радионуклида рений-188», публ. 10.05.2000].
Известно устройство, которое было использовано для сублимационного выделения таллия-199 из облученных альфа-частицами золотых мишеней [SU №1468274, публ. 10.10.1996], содержащее нагреваемую кварцевую печь, на дно печи помещают мишень облученной стороной вверх, а над ней устанавливают охлаждаемый водой конденсатор, выполненный из стекла в виде цилиндра. Полученный на стенках конденсатора конденсат таллия смывают физиологическим раствором хлорида натрия. Такая конструкция сублимационного аппарата не подходит для выделения целевого изотопа из мишеней, где радионуклид распределен в массе мишени, а не в поверхностном слое, как в известном способе.
Известен способ получения рений-188 [Патент RU №2102809 «Способ получения радионуклида без носителя», публ. 20.01.1998], выбранный в качестве прототипа, включающий реакторное облучение оксидно-вольфрамовой матрицы нейтронами, ее термическую обработку при температуре полиморфного превращения в течение времени, достаточного для выхода целевого изотопа в газовую фазу, его конденсации и извлечение посредством реагента. В этом способе также используется обогащенная вольфрамом-186 мишень, но восстановитель добавлен непосредственно к материалу мишени. Это делает весьма проблематичным ее повторное использование (облучение, особенно весьма дорогостоящих мишеней из обогащенного вольфрама), поскольку необходимо полное отделение вещества-восстановителя от активируемой матрицы, а при сжигании возможно образование карбидов и загрязнение вольфрама примесями, находящимися в восстановителе, с последующей их активацией. При этом несомненным является тот факт, что происходит частичное восстановление возгоняемого Re2O7 до нелетучих низших окислов снижающего степень выделения рений-188 из мишени.
Устройство для проведения процесса выделения дочернего радиоизотопа [Патент RU №2102809, публ. 20.01.1998], взятое за прототип, содержит контейнер для размещения облучаемого оксида вольфрама, выполненный в виде ампулы, и сублимационный аппарат, выполненный в виде ампулы из кварцевого стекла, открытой с одного конца, другой конец запаян. Запаянным концом ампулу вставляют в трубчатую печь примерно до половины длины. После термической обработки и выхода в газовую фазу радиоактивных атомов они могут быть собраны с помощью холодного предмета - конденсора. Возгоняемый рений-188 в химической форме Re2O7 будет осаждаться на внутренних стенках в части ампулы, имеющей более низкую температуру не компактно, а довольно широким фронтом, так как упругость паров Re2O7 изменяется от 3 мм рт.ст. при 230°С до 711 мм рт.ст. при 360°С [Л.В.Борисова, A.M.Ермаков. Аналитическая химия рения. М.: Наука, 1974, с.20]. При этом весьма затруднителен смыв целевого нуклида требуемым количеством физиологического раствора и невозможность получения радиофармацевтического препарата, свободного от материнского изотопа вольфрам-188, поскольку сублимат и материнский изотоп находятся в одной ампуле.
С другой стороны в прототипе совершенно не учитывается другой важный фактор, непосредственно влияющий на радиоактивность выделяемого целевого нуклида, а именно - эффект самоэкранирования, который характеризует уменьшение плотности потока нейтронов в облучаемой мишени по мере проникновения активирующих нейтронов от поверхности в ее глубину. Расчеты показывают, что на глубине 1 см от поверхности мишени поток активирующих нейтронов практически равен нулю как по тепловой, и тем более по резонансной составляющей нейтронного спектра. В целом это приводит к значительному снижению эффективного сечения активации и, как следствие, активности материнского вольфрам-188.
Задачей предлагаемого изобретения является создание способа и устройства, обеспечивающих повышение радиационного и химического выхода рения-188 из облученных вольфрамовых матриц.
Технический результат заключается в повышении удельной активности материнского изотопа вольфрам-188, удельной активности дочернего рений-188 путем повышения его химического выхода и количественного осаждения на ограниченной поверхности.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения радионуклида рений-188 без носителя, включающем, как и прототип, реакторное облучение вольфрамсодержащей матрицы нейтронами, ее термическую обработку при температуре полиморфного превращения в течение времени, достаточного для выхода в газовую фазу и конденсации целевого изотопа, извлекаемого затем посредством реагента, в отличие от прототипа матрицу из оксида вольфрама формируют в виде полого цилиндра, толщина стенки которого составляет не более 3 мм, а термическую обработку проводят в среде кислорода.
Технический результат достигается также тем, что в устройстве для осуществления способа, содержащем, как и прототип, контейнер для размещения облучаемого оксида вольфрама и сублимационный аппарат, включающий нагреваемую часть и конденсор, в отличие от прототипа контейнер выполнен в виде двух соосных цилиндров, между стенками которых расположена полость для размещения облучаемого оксида вольфрама, закрытая с одной стороны, при этом расстояние между стенками цилиндров не превышает 3 мм, а в нагреваемой части сублимационного аппарата расположен патрубок для подачи кислорода, над которым размещена мембрана.
Целесообразно, чтобы в верхней части соосных цилиндров была расположена сквозная трубка для прохождения среды облучения.
В предлагаемом способе термосублимационного выделения рения-188, включающем облучение оксида вольфрама природного изотопного состава нейтронами, размещение облученной мишени в устройстве для термической обработки, ее нагревание при температуре изомерного перехода (720-730°С) в атмосфере кислорода. Кислородная среда необходима для доокисления рения и повышения химического выхода возгоняемой формы, так как в материнской матрице вольфрам находится в степени окисления +6, а рений возгоняется в степени окисления +7 (Re2O7).
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 приведена конструкция контейнера для размещения облучаемого оксида вольфрама, на фиг.2 - сублимационный аппарат.
Контейнер для размещения облучаемого оксида вольфрама (фиг.1) состоит из двух соосных цилиндров 1, 2, выполненных из кварцевых трубок разного диаметра и высоты. При этом внешний диаметр внутреннего цилиндра 1 должен быть как максимум на 3 мм меньше внутреннего диаметра внешнего цилиндра 2. Верхняя часть внутреннего цилиндра 1 герметично запаяна, в нижней части контейнера герметично устанавливается кварцевое кольцо 3, которое припаивается к внешнему и внутреннему цилиндрам 2, 1. В верхней части внутреннего цилиндра 1 расположен герметичный патрубок 4, соединяющий внутреннюю полость внутреннего цилиндра с внешней поверхностью внешнего цилиндра 2. Данный патрубок 4 необходим для прохождения среды облучения. Через открытую верхнюю часть ампулы проводят заполнение оксидом вольфрама полости между внутренней стенкой внешнего кварцевого цилиндра 2 и внешней стенкой внутреннего цилиндра 1. После заполнения верхняя часть внешнего цилиндра 2 контейнера герметично запаивается. Заполненный и запаянный контейнер помещается в экспериментальный канал реактора для облучения.
Сублимационный аппарат (фиг.2) состоит из внешнего кварцевого стакана 5, съемного охлаждаемого конденсора 6, выполненного из кварца и пористой кварцевой мембраны 7, которая герметично припаяна к внутренним стенкам в нижней части кварцевого стакана 5. В нижней части стакана 5 под мембраной 7 расположен патрубок 8 для подачи кислорода. Мембрана 7 обеспечивает равномерную подачу кислорода по объему облученного материала.
Предлагаемый способ получения целевого радионуклида с более высокой удельной активностью заключается в следующем. Образец из оксида вольфрама помещают в кварцевый контейнер (фиг.1), в котором облучаемый материал формируется в виде полого цилиндра. Это позволяет значительно снизить, как показывают расчеты и данные экспериментов, влияние эффекта самоэкранирования нейтронного потока (эффект поглощения тепловых и резонансных нейтронов веществом облучаемого объекта особенно с большим, более 1 барн, сечением поглощения) и получить более высокие значения удельных активностей при одинаковом интегральном потоке нейтронов и массе образца.
После вскрытия контейнера с облученным оксидом вольфрама его содержимое переносят внутрь кварцевого стакана 5, установленного в нагревательном устройстве, и равномерно распределяют по поверхности мембраны 7. Затем в стакан 5 помещают конденсор 6 на расстоянии 10-12 мм над поверхностью облученного WO3 и фиксируют. Затем включают нагреватель и начинают процесс термосублимации, во время которого поступающий поток кислорода обеспечивает доокисление рения-188 до возгоняемой химической формы Re2O7. После проведения процесса отключают нагревательное устройство, вынимают конденсор 6 и смывают рений-188 0,9% водным раствором хлорида натрия, аликвотную часть которого берут для измерения удельной активности.
Предлагаемый способ выделения радиоизотопа, основанный на термическом воздействии на облученную матрицу из оксида вольфрама и на явлении термической сублимации образующегося в процессе радиоактивного распада вольфрама-188, дочернего изотопа рений-188, в виде высшего оксида, не предусматривает сложных и длительных многостадийных физико-химических процедур растворения облученной матрицы и операции с радиоактивными растворами. При этом практически полностью отсутствуют радиоактивные отходы и выбросы радионуклида в атмосферу.
Использование предложенного устройства обеспечивает компактное осаждение целевого радионуклида на ограниченной поверхности и, следовательно, его более высокой удельной активности.
Преимуществом заявляемой группы изобретений является и то, что в сравнении с прототипом используется дешевый исходный материал в виде оксида вольфрама, содержащего только природную смесь изотопов, а более высокая удельная активность получаемого материнского изотопа обеспечивается конструкцией ампулы для облучения, формирующей необходимую конфигурацию мишеней из оксида вольфрама и обеспечивающей снижение влияния эффекта самопоглощения нейтронов.
Сущность предлагаемого изобретения подтверждается следующими примерами.
Пример 1. Облученный, в обычной кварцевой ампуле, потоком нейтронов оксид вольфрама, массой 25 г, природного изотопного состава помещали в устройство для термосублимационного выделения рения-188 и отгоняли целевой изотоп, без продувки кислородом, в течение одного часа при температуре полиморфного перехода около 730-735°С. Конденсор вынимали из устройства и смывали рений-188 0,9% раствором хлорида натрия. В результате проведения процесса было выделено около 75% атомов рений-188 от исходного равновесного количества, накопленного в мишени. При этом остаточная активность рения-188 на конденсоре составила менее 0,5%.
Пример 2. Облученный в контейнере, позволяющем сформировать облучаемый материал в виде полого цилиндра с толщиной слоя 5 мм, тем же потоком нейтронов и массой 25 г оксид вольфрама природного изотопного состава помещали в устройство для термосублимационного выделения рения-188 и отгоняли целевой изотоп в течение того же времени и при условиях, что и в примере 1. Смыв рения-188 с конденсора осуществляли тем же объемом 0,9% раствора хлорида натрия. Полученная удельная активность на 18% превышала соответствующее значение, полученное в предыдущем примере, при том же химическом и радионуклидном выходе.
Пример 3. Облученный в разработанной специальном контейнере тем же потоком нейтронов и массой 25 г оксид вольфрама природного изотопного состава, сформированный в виде полого цилиндра с толщиной слоя облучаемого материала 3 мм, помещали в устройство для термосублимационного выделения рения-188 и отгоняли целевой изотоп в течение того же времени и условиях, что и в примере 1. Смыв рения-188 с конденсора осуществляли тем же объемом 0,9% раствора хлорида натрия. Полученная удельная активность на 36% превышала соответствующее значение, полученное в предыдущем примере, при том же химическом и радионуклидном выходе.
Пример 4. Облученный в контейнере, изготовленном по заявляемой конструкции, теми же потоком нейтронов и массой 25 г оксид вольфрама природного изотопного состава помещали в устройство для термосублимационного выделения рения и отгоняли целевой изотоп в атмосфере кислорода при температуре около 735°С в течение времени, что и в примере 1. Конденсор вынимали и смывали целевой рений-188 двумя миллилитрами 0,9% раствора хлорида натрия. В результате проведения процесса было выделено около 90% атомов рений-188 от исходного равновесного количества, накопленного в мишени, т.е. повысился радиохимический выход целевого изотопа на величину около 15%.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить радиационный выход (т.е. активность) материнского изотопа вольфрам-188 за счет облучения вольфрамовой мишени, сформированной в виде полого цилиндра толщиной не более 3 мм, а за счет продувки кислорода во время процесса термической обработки повысить эффективность выделения рения-188 из облученных вольфрамовых матриц.
Claims (3)
1. Способ получения радионуклида рений-188 без носителя, включающий реакторное облучение матрицы из оксида вольфрама нейтронами, ее термическую обработку при температуре полиморфного превращения в течение времени, достаточного для выхода в газовую фазу и конденсации целевого радионуклида, извлекаемого затем посредством реагента, отличающийся тем, что матрицу из оксида вольфрама формируют в виде полого цилиндра, толщина стенки которого составляет не более 3 мм, а термическую обработку проводят в среде кислорода.
2. Устройство для получения радионуклида рений-188 без носителя способом по п.1, содержащее контейнер для размещения облучаемого оксида вольфрама и сублимационный аппарат, включающий нагреваемую часть и конденсор, отличающееся тем, что контейнер выполнен в виде двух соосных цилиндров, между стенками которых расположена полость для размещения облучаемого оксида вольфрама, закрытая с одной стороны, при этом расстояние между стенками цилиндров не превышает 3 мм, а в нагреваемой части сублимационного аппарата расположен патрубок для подачи кислорода, над которым установлена мембрана.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в верхней части соосных цилиндров расположена сквозная трубка для прохождения среды облучения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100553/07A RU2476942C1 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012100553/07A RU2476942C1 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2476942C1 true RU2476942C1 (ru) | 2013-02-27 |
Family
ID=49121622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012100553/07A RU2476942C1 (ru) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2476942C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749141C2 (ru) * | 2016-10-10 | 2021-06-07 | Онкобета Интернэшнл Гмбх | ПОЛУЧЕНИЕ ЧАСТИЦ Re-188/186 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US933385A (en) * | 1908-05-25 | 1909-09-07 | Benjamin H King | Lamp. |
US5145636A (en) * | 1989-10-02 | 1992-09-08 | Neorx Corporation | Soluble irradiation targets and methods for the production of radiorhenium |
RU2091878C1 (ru) * | 1991-11-04 | 1997-09-27 | Институт ядерной физики АН Республики Узбекистан | Способ получения генератора рения-188 |
SU1498288A1 (ru) * | 1987-08-31 | 2000-05-10 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ получения радионуклида рений-188 |
-
2012
- 2012-01-10 RU RU2012100553/07A patent/RU2476942C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US933385A (en) * | 1908-05-25 | 1909-09-07 | Benjamin H King | Lamp. |
SU1498288A1 (ru) * | 1987-08-31 | 2000-05-10 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ получения радионуклида рений-188 |
US5145636A (en) * | 1989-10-02 | 1992-09-08 | Neorx Corporation | Soluble irradiation targets and methods for the production of radiorhenium |
RU2091878C1 (ru) * | 1991-11-04 | 1997-09-27 | Институт ядерной физики АН Республики Узбекистан | Способ получения генератора рения-188 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2749141C2 (ru) * | 2016-10-10 | 2021-06-07 | Онкобета Интернэшнл Гмбх | ПОЛУЧЕНИЕ ЧАСТИЦ Re-188/186 |
US11135323B2 (en) | 2016-10-10 | 2021-10-05 | Oncobeta International Gmbh | Production of Re-188/186 particles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3996396B2 (ja) | 18fフッ化物の生産のためのシステムと方法 | |
US4664869A (en) | Method for the simultaneous preparation of Radon-211, Xenon-125, Xenon-123, Astatine-211, Iodine-125 and Iodine-123 | |
KR100728703B1 (ko) | I-125 생산을 위한 내부 순환식 중성자 조사 용기 및 이를 이용한 i-125 생산방법 | |
US20210158987A1 (en) | System and method for metallic isotope separation by a combined thermal-vacuum distillation process | |
AU2001239816A1 (en) | System and method for the production of 18F-fluoride | |
US3833469A (en) | Process for the production of technetium-99m from neutron irradiated molybdenum trioxide | |
JP7372706B2 (ja) | 放射線治療源の湿式調製 | |
WO2019112034A1 (ja) | アスタチンの製造方法 | |
Wada et al. | Nuclear fusion in solid | |
Sadeghi et al. | Production of 122 Sb for the study of environmental pollution | |
EP3157577A1 (en) | AUTOMATIC PROCESS PLATFORM FOR THE PRODUCTION OF ASTATINE-211 [At-211]-RADIOPHARMACEUTICALS | |
RU2476942C1 (ru) | Способ получения радионуклида рений-188 без носителя и устройство для его осуществления | |
WO2014057900A1 (ja) | Riの単離装置 | |
US20080187489A1 (en) | Generator and Method for Production of Technetium-99m | |
RU2430440C1 (ru) | Способ получения радионуклида висмут-212 | |
RU2666552C1 (ru) | Способ изготовления наноструктурированной мишени для производства молибден-99 | |
US4894208A (en) | System for separating radioactive NA from Al | |
Chuvilin et al. | Production of 89Sr in solution reactor | |
JP6636478B2 (ja) | 放射性セシウム処理システム及び放射性セシウム処理方法 | |
RU2598089C1 (ru) | Способ получения радионуклида стронция-82 | |
US5875220A (en) | Process for production of radiostrontium | |
KR101590941B1 (ko) | 핵분열 몰리브덴 생산공정에서 발생하는 기체 상의 요오드 흡착 및 회수방법 | |
RU2361303C2 (ru) | Способ получения радиоизотопов золота без носителя | |
Zhuikov et al. | Sorption of radiostrontium from liquid rubidium metal | |
RU2813760C1 (ru) | Мокрый способ получения источников для лучевой терапии |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190111 |