一种用于分离含制造技术

本发明专利技术通过对干法的反应体系进行改进，从而提供了一种新的用于分离含

【技术实现步骤摘要】
一种用于分离含
14
C靶料中
14
C的方法


[0001]本专利技术涉及
14
C制备，并且更具体涉及一种用于分离含
14
C靶料中
14
C的方法。

技术介绍

[0002]14
C是一种具有战略意义应用价值的放射性同位素，其通常作为
14
C放射性同位素示踪剂而主要用于新药开发、医疗检测、生物科学等领域的示踪，具有不可替代性的作用。
[0003]目前，
14
C的生产主要通过核反应堆中的热中子辐照氮化铝靶料，使氮化铝中的氮发生
14
N(n,p)
14
C反应生成
14
C，然后在氧化剂的作用下将生成的
14
C以
14
CO2的形式释放出来，随后再依次通过氢氧化钠吸收、氯化钡盐沉淀以及过滤洗涤干燥后得到碳酸钡
‑
14
C产品。
[0004]目前国内外处理的方法原理大同小异，主要集中于
14
C从靶料中的释放方法，按所使用的提取剂的状态可分成干法和湿法。干法主要采用氧气作为氧化剂，该法具有快速、放射性废物少的特点，但目前的干法由于氧气与靶料的充分接触问题(气
‑
固在高温下易于结块，但高温下炉体也不便于搅拌使其反应充分)，即反应比较难于充分反应，应用比较困难。湿法则采用液体氧化剂或水解液，将靶料中的
14
C释放出来，该方法具有可大量操作，靶料反应比较彻底，
14
C提取率较高，然而湿法中由于加入了大量的液体氧化剂或水解液(为了使靶料能够充分反应，加入的氧化剂量或水解液量远远超过靶料量)，使得放射性废物量相较于干法大量增加，同时大量放射性废液的处理相比于放射性固体废物的处理难度要更大(包括收集、暂存、转运以及后续固化等)，增加了后续的废物处理成本，也不符合环境保护政策。
[0005]同时，在对
14
CO2的吸收中，由于
14
CO2浓度在载气中极小(一般处于1％体积比左右)，一般采用多级吸收塔或吸收瓶进行吸收，而多级吸收塔不仅会增加吸收液的体积，同时也会增加放射性废液的体积，另外，多级吸收塔之间也会产生较高的压差，这样使得前端载气压力较大，对整个反应装置要求极高，也容易出现压力不稳定而导致的倒吸、串液等情况(如加上防倒吸等装置则使得处理装置会更加复杂，可靠性变差)，故而设计一种更高效的低浓度
14
CO2气体吸收装置对于反应体系的改进也是非常重要的。
[0006]本专利技术通过对反应体系进行改进，提供了一种新的一种用于分离含
14
C靶料中
14
C的方法，其能够解决上述的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术通过对干法的反应体系进行改进，使用包含二氧化氮的气流对
14
C靶料进行提取，并对反应体系中的装置进行了改进，从而提供了一种新的用于分离含
14
C靶料中
14
C的方法。在某一具体的方面中，本专利技术提供了一种
14
CO2的制备方法。在某一具体的方面中，本专利技术还提供了一种所述
14
CO2的固定方法。在某一具体的方面中，本专利技术还提供了一种使用所述
14
CO2来制备碳酸钡
‑
14
C的方法。即，本专利技术包括如下的方面：
[0008]1、一种用于分离含
14
C靶料中
14
C的方法，其包括以下的步骤：
[0009](a)使含
14
C的靶料在含氧化剂的气流中加热至600
‑
1200℃，从而获得包含
14
CO2的
粗混合气的步骤。
[0010]2、如项1所述的方法，其中，所述含氧化剂的气流包含二氧化氮，所述二氧化氮的比例为0～100％。
[0011]3、如项1或2所述的方法，其进一步包括以下的步骤：
[0012](b)对所述包含
14
CO2的粗混合气进行纯化，得到更高纯度的
14
CO2混合气的步骤。
[0013]4、根据项1
‑
3中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包含：
[0014](c)固定混合气中的
14
CO2的步骤。
[0015]5、根据项1
‑
4中任一项所述的方法，其中，所述靶料为包含氮化铝的靶料。
[0016]6、根据项1
‑
5中任一项所述的方法，其中，所述靶料中氮化铝的含量为95％以上。
[0017]7、根据项1
‑
6中任一项所述的方法，其中，所述含氧化剂的气流为二氧化氮
‑
氧气混合气流，二氧化氮的浓度为0
‑
100％。
[0018]8、根据项1
‑
7中任一项所述的方法，其中，二氧化氮的浓度为35
‑
85％。
[0019]9、根据项1
‑
8中任一项所述的方法，其中，所述含二氧化氮的气流的流量为每100克靶料0.1～100mL/min。
[0020]10、根据项1
‑
9中任一项所述的方法，其中，在所述(c)步骤通过包含以下的步骤(c1)方式进行：使所述
14
CO2气体在碱性水溶液中转化成碳酸盐的步骤。
[0021]11、根据项1
‑
10中任一项所述的方法，其中，所述碱性水溶液为氢氧化钠，所述碳酸盐为碳酸钠
‑
14
C。
[0022]12、根据项1
‑
11中任一项所述的方法，其中，在所述(c)步骤通过以进一步包含以下的步骤(c2)的方式进行：
[0023](c2)加入氯化钡溶液而得到碳酸钡
‑
14
C的步骤。
[0024]13、根据项1
‑
12中任一项所述的方法，其中，所述步骤(a)在用于流体的反应装置(100)中进行，所述反应装置(100)包括：
[0025]壳体(110)，该壳体具有用于所述流体的入口(112)和出口(114)；
[0026]反应单元(102)，该反应单元布置在所述壳体(110)中，并且包括能够允许所述流体流经的保持体(120)和由所述保持体(120)保持的孔隙层(130)，
[0027]其中，参考所述反应装置(100)的安装位置，所述入口(112)布置在所述出口(114)的下方，并且所述孔隙层(130)对由保持体(120)围成的空间的填充度在10％
‑
90％。
[0028]14.根据项1
‑
13中任一项所述的方法，其中，所述所述反应装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于分离含
14
C靶料中
14
C的方法，其包括以下的步骤：(a)使含
14
C的靶料在含氧化剂的气流中加热至600
‑
1200℃，从而获得包含
14
CO2的粗混合气的步骤。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述含氧化剂的气流包含二氧化氮，所述二氧化氮的比例为0～100％。3.如权利要求1或2所述的方法，其进一步包括以下的步骤：(b)对所述包含
14
CO2的粗混合气进行纯化，得到更高纯度的
14
CO2混合气的步骤。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包含：(c)固定混合气中的
14
CO2的步骤。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其中，所述靶料为包含氮化铝的靶料。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其中，所述靶料中氮化铝的含量为95％以上。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，其中，所述含氧化剂的气流为二氧化氮
‑
氧气混合气流，二氧化氮的浓度为0
‑
100％。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的方法，其中，二氧化氮的浓度为35
‑
85％。9.根据权利要求1
‑
8中任一项所述的方法，其中，所述含二氧化氮的气流的流量为每100克靶料0.1～100mL/min。10.根据权利要求1
‑
9中任一项所述的方法，其中，在所述(c)步骤通过包含以下的步骤(c1)方式进行：使所述
14
CO2气体在碱性水溶液中转化成碳酸盐的步骤。11.根据权利要求1
‑
10中任一项所述的方法，其中，所述碱性水溶液为氢氧化钠，所述碳酸盐为碳酸钠
‑
14
C。12.根据权利要求1
‑
11中任一项所述的方法，其中，在所述(c)步骤通过以进一步包含以下的步骤(c2)的方式进行：(c2)加入氯化钡溶液而得到碳酸钡
‑
14
C的步骤。13.根据权利要求1
‑
12中任一项所述的方法，其中，所述步骤(a)在用于流体的反应装置(100)中进行，所述反应装置(100)包括：壳体(110)，该壳体具有用于所述流体的入口(112)和出口(114)；反应单元(102)，该反应单元布置在所述壳体(110)中，并且包括能够允许所述流体流经的保持体(120)和由所述保持体(120)保持的孔隙层(130)，其中，参考所述反应装置(100)的安装位置，所述入口(112)布置在所述出口(114)的下方，并且所述孔隙层(130)对由保持体(120)围成的空间的填充度在10％
‑
90％。14.根据权利要求1
‑
13中任一项所述的方法，其中，所述所述反应装置(100)的壳体为圆筒状。15.根据权利要求1
‑
14中任一项所述的方法，其中，所述反应装置(100)的所述孔隙层(130)的高度直径比满足以下关系：0.2<H/Φ<10，其中，H为孔隙层的高度，Φ为孔隙层的直径。16.根据权利要求1
‑
15中任一项所述的方法，其中，所述反应装置(100)的所述反应单元(102)呈三明治式结构，其中，所述孔隙层(130)布置在所述保持体(120)之间。
17.根据权利要求1
‑
16中任一项所述的方法，其中，所述反应装置(100)的所述保持体(120)中的面向所述出口(114)的保持体(120)构造为柔性保持体。18.根据权利要求1
‑
17中任一项所述的方法，其中，所述反应装置(10...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡定龙，朱称古，方宁静，颜盛旺，李刚，
申请(专利权)人：无锡贝塔医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：