способ получения радионуклида актиний-225 без носителя

Формула изобретения

1. Способ получения радионуклида актиний-225 без носителя, заключающийся в том, что радионуклид торий-229 и образующиеся из него дочерние продукты распада выдерживают в растворе первого типа, раствор третьего типа с дочерними продуктами распада тория-229 пропускают через колонку с катионитом, затем колонку с катионитом промывают раствором четвертого типа и раствор четвертого типа с радионуклидом актиний-225 без носителя собирают на выходе из нее, отличающийся тем, что в растворе первого типа дополнительно выдерживают радионуклид торий-228 и его дочерние продукты распада, в качестве раствора первого типа используют раствор азотной кислоты, раствор первого типа с радионуклидами торий-229, торий-228 и дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 после выдержки перед подачей на колонку с катионитом пропускают через колонку с анионитом, раствор второго типа с дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 собирают на выходе из колонки с анионитом, затем химические свойства раствора второго типа с дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 корректируют перед пропусканием через колонку с катионитом путем изменения концентрации азотной кислоты до значения, не превышающего 1,0 моль/л, полученный раствор третьего типа, содержащий, кроме дочерних продуктов распада радионуклида торий-229, дочерние продукты распада радионуклида торий-228, пропускают через колонку с катионитом.

2. Способ получения радионуклида актиний-225 без носителя по п. 1, отличающийся тем, что в качестве раствора первого типа используют раствор азотной кислоты с концентрацией от 10,0 до 11,0 моль/л.

3. Способ получения радионуклида актиний-225 без носителя по п. 1, отличающийся тем, что в качестве раствора четвертого типа используют раствор азотной кислоты с концентрацией не менее 3,0 моль/л.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве анионита используют сильноосновные аниониты типа АВ-17 и Dowex 1х4.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве катионита используют двойной слой катионита, один из слоев - сульфостирольный катионит типа КУ-2, КРС, 50х4, другой слой - фосфорнокислый катионит типа КРФ-20Т.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения радионуклида актиний-225 без носителя и может быть использовано для терапевтических целей, а также является родительским радионуклидом при получении дочернего радионуклида висмут-213, используемого для лечения онкологических заболеваний.

Известен способ получения радионуклида актиний-225, по которому дочерние продукты распада отделяют от материнского радионуклида торий-229 их соосаждением с сульфатом бария. Радионуклид актиний-225 отделяют от радионуклида радий-225 соосаждением радионуклида актиний-225 с гидроксидом лютеция (111) с последующей очисткой радионуклида актиний-225 от примесных катионов из -гидроксиизобутиловой кислоты ионообменной хроматографией на катионите Aminex А-5 (Веуег G.J. et al. Zentralinst. Kernfosch. Rossendorf. 1990. 711, р. 17-20).

Недостатком данной технологии является ее трудоемкость.

Наиболее близким техническим решением является способ получения радионуклида актиний-225 без носителя, по которому материнский радионуклид торий-229 и образующиеся из него дочерние продукты распада в перерыве между переработками выдерживают в растворе цитрата аммония с концентрацией 0,25 моль/л при рН 0 (Халкин В.А. и др. Радиохимия, 1997, т. 39, 6, с.481-490). Пропускают этот раствор через колонку с катионитом Aminex А-5. При этом радионуклиды торий-229, радий-225 и актиний-225 остаются в колонке. Затем через колонку с катионитом пропускают раствор цитрата аммония с концентрацией 0,25 моль/л с рН 2,0-2,5 и вымывают из колонки радионуклид торий-229. Поле этого колонку с катионитом промывают раствором цитрата аммония с той же концентрацией с рН 3,5 и вымывают радионуклид актиний-225. Радионуклид радий-225 оставляют на колонке для дополнительного вымывания накопившегося радионуклида актиний-225. Для вымывания из колонки с катионитом радионуклида радий-225 через нее пропускают раствор азотной кислоты с концентрацией 3,0 моль/л. В растворе цитрата аммония с радионуклидом торий-229 устанавливают рН~0 и раствор выдерживают до следующей переработки.

Недостатком этого способа является необходимость использования в качестве исходного материала чистого по изотопному составу радионуклида торий-229.

Перед авторами стояла задача устранить указанный недостаток, а именно разработать способ получения радионуклида актиний-225 без носителя, при котором в качестве исходного сырья используют смесь материнского радионуклида торий-229 и радионуклида торий-228, к которым не предъявляются повышенные требования по чистоте изотопного состава радионуклида торий-229.

Для решения поставленной задачи в способе получения радионуклида актиний-225 без носителя, заключающемся в том, что радионуклид торий-229 и образующиеся из него дочерние продукты распада выдерживают в растворе первого типа, раствор третьего типа с дочерними продуктами распада тория-229 пропускают через колонку с катионитом, затем колонку с катионитом промывают раствором четвертого типа и раствор четвертого типа с радионуклидом актиний-225 без носителя собирают на выходе из нее, предлагается:

- в растворе первого типа дополнительно выдерживать радионуклид торий-228 и его дочерние продукты распада;

- в качестве раствора первого типа использовать раствор азотной кислоты;

- раствор первого типа с радионуклидами торий-229, торий-228 и дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 после выдержки перед подачей на колонку с катионитом пропускать через колонку с анионитом;

- раствор второго типа с дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 собирать на выходе из колонки с анионитом;

- химические свойства раствора второго типа с дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 корректировать перед пропусканием через колонку с катионитом;

- раствор третьего типа, содержащий, кроме дочерних продуктов распада радионуклида торий-229, дочерние продукты распада радионуклида торий-228, пропускать через колонку с катионитом.

Кроме того, в способе получения радионуклида актиний-225 без носителя предлагается:

- в качестве раствора первого типа использовать раствор азотной кислоты с концентрацией от 10,0 до 11,0 моль/л;

- химические свойства раствора второго типа с дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 корректировать путем изменения концентрации азотной кислоты до значения, не превышающего 1,0 моль/л;

- в качестве раствора четвертого типа использовать раствор азотной кислоты с концентрацией не менее 3,0 моль/л;

- в качестве анионита использовать сильноосновные аниониты типа АВ-17 и Dowex 1х4;

- в качестве катионита использовать двойной слой катионтита, один из слоев - сульфостирольный катионит, типа КУ-2, КРС, Dowex 50х4; другой слой - фосфорнокислый катионит типа КРФ-20Т.

Техническим результатом изобретения является снижение затрат на производство радионуклида актиний-225 без носителя путем исключения использования чистого по изотопному составу исходного материала.

На чертеже представлена технологическая схема получения радионуклида актиний-225 без носителя, где 1 - выдержка раствора первого типа с радионуклидами торий-229, торий-228 и их дочерними продуктами распада; 2 - подача раствора первого типа с радионуклидами торий-229, торий-228 и их дочерними продуктами распада на колонку с анионитом; 3 - корректировка концентрации кислоты в растворе второго типа с дочерними продуктами распада; 4 - подача раствора третьего типа с дочерними продуктами распада на колонку с катионитом; 5 - подача на колонку с катионитом раствора четвертого типа, вымывающего радионуклид актиний-225.

Способ осуществляют следующим образом.

Раствор первого типа, содержащий радионуклиды торий-229, торий-228 и образующиеся из них дочерние продукты распада, выдерживают для накопления радионуклида актиний-225.

В частности, раствором первого типа может служить раствор азотной кислоты с концентрацией 10,0-11,0 моль/л.

Раствор первого типа выдерживают в течение 1-3 месяцев.

Затем раствор первого типа пропускают через колонку 2 с анионитом.

При таких условиях радионуклиды торий-229 и торий-228 остаются в колонке с анионитом, а радионуклид актиний-225 и другие дочерние продукты распада радионуклидов торий-229 и торий-228 собираются на выходе из колонки в растворе второго типа.

После этого химические свойства раствора второго типа с дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 корректируют путем изменения концентрации азотной кислоты и таким образом получают раствор третьего типа.

В частности, концентрацию азотной кислоты в растворе второго типа с дочерними продуктами распада радионуклидов торий-229 и торий-228 изменяют до значения, не превышающего 1,0 моль/л.

Полученный раствор третьего типа, содержащий радионуклиды актиний-225, радий-225, радий-224 и другие дочерние продукты распада радионуклидов торий-229 и торий-228, пропускают через колонку с двойным слоем катионита.

В частности, один из слоев - сульфостирольный катионит, используют для задержки радионуклида актиний-225. Другой слой - фосфорнокислый катионит необходим для задержки радионуклидов торий-229 и торий-228, попавших в раствор второго типа с дочерними продуктами распада в результате прохождения через колонку с анионитом.

При таких условиях радионуклид актиний-225 остается в колонке с катионитом, а радионуклиды радий-225, радий-224 и другие дочерние продукты распада проходят через нее.

После этого колонку с катионитом промывают раствором четвертого типа.

В частности, в качестве раствора четвертого типа может использоваться раствор азотной кислоты с концентрацией не менее 3,0 моль/л.

На выходе из колонки с катионитом собирают раствор четвертого типа с радионуклидом актиний-225 без носителя.

Предложенный способ имеет полупромышленное применение. Показана его работоспособность. Способ позволяет получать до нескольких мКи радионуклида актиний-225 с высокой радионуклидной чистотой.