ИСТИНА

Данная работа посвящена изучению поведения протактиния и других радионуклидов в водных растворах различных кислот и органических растворителей (метилизобутилкетона). На основании полученных данных протактиний-230 будет выделен из облученной протонами ториевой мишени и использован для изготовления генераторной системы 230U/226Th.

The extraction of protactinium by methyl-isobutyl ketone from HCl solutions was studied in concentration range from 3 to 7 mole per liter. The optimum concentration for the extraction of protactinium was found to be 5 M HCl. However, 95Nb, 103Ru, 126Sb were also extracted with 230Pa. Other target radionuclides, Ac and Ra remained in water phase. Organic phase was washed with mix 4% H2C2O4 - 5 M HCl for removing traces of 95Nb. Then 230Pa was back extracted from the organic phase with 8% H2C2O4 solution. Finally 230Pa was separated from 126Sb on AG 1x8 (anion exchange resin) using 3M HCl solution. The obtained 230Pa can be used as a source of 230U for a 230U/226Th generator.

В процессе выполнения работы планируется достигнуть следующих результатов: 1. Впервые будут получены зависимости коэффициентов распределения радионуклидов (актиния, лантана, церия, протактиния) в зависимости от выбранной кислоты - HNO3, HCl и ее молярности. 2. Будут определены оптимальные условия выделения La-140, Ce-141, Pa-230 из растворов сложного радионуклидного состава после вскрытия мишеней из металлического тория, облученного протонами средних энергий. 3. Будет разработана методика выделения протактиния-230 из тория-232, облученного протонами средней энергии на линейном ускорителе. Контроль радиохимической и изотопной чистоты будет осуществлен методами альфа- и гамма-спектрометрии. 4. Выделенный протактиний-230 будет использован для изготовления генераторной системы 230U/226Th, которая перспективна для использования в таргетной альфа-терапии.

Была изучена зависимость извлечения протактиния метилозобутилкетоном (МиБК) от концентрации растворов соляной кислоты. Было показано, что для количественного извлечения протактиния необходимо проводить две стадии экстракции МиБК из 5 M HCl. Вместе с протактинием количественно экстрагируются рутений, ниобий и сурьма. Ниобий был количественно удален путем двукратной реэкстракцией 4% H2C2O4 - 5 M HCl. Была изучена зависимость степени извлечения протактиния от концентрации щавелевой кислоты. Показано, что вместе с протактинием реэкстрагируется сурьма. Было изучено хроматографическое поведения протактиния и других радионуклидов, образующихся при облучении природного тория протонами. Разделение проводили на анионообменных смолах AG 1x8 (сополимер стирола и дивинилбензола, активной группой является 3-метилбензиламмоний) и Dowex 1x8 в солянокислых растворах. Торий, радий, церий и частично рутений элюируются 9 М HCl, а протактиний, ниобий и цирконий – либо 3 M HCl, либо 9 М HCl - 0.003 М HF. Было показано, что одной стадии хроматографической очистки для выделения чистой протактиниевой фракции недостаточно. В связи с этим впервые были проведены эксперименты по определению коэффициентов распределения протактиния на экстакционно-хроматографических сорбентах в широком диапазоне концентраций азотных и солянокислых растворов в статических условиях (DGA Resin, TRU Resin, Octanol Resin, TEVA, UTEVA). Полученные данные будут использованы для разработки методики выделения протактиния.

230Pa получали путем облучения природного тория в соответствии с ядерной реакцией 232Th(p,3n)230Pa. В качестве мишени были использованы фольги металлического тория, которые были облучены на линейном ускорителе ИЯИ РАН пучком протонов с энергией 110 МэВ при токе около 5 мкА. Затем фольги растворяли в 6 М азотной кислоте с добавлением каталитических количеств плавиковой кислоты. Для разделения полученной смеси радионуклидов и выделения протактиния использовали анионообменную хроматографию и жидкость-жидкостную экстракцию.