專利名稱：從鍶－90－釔－90體系中分離釔－90的電沉積方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于同位素分離及應(yīng)用核電化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種利用電沉積的方法從鍶-90-釔-90平衡體系中分離出釔-90的工藝方法。
常用的分離方法是溶劑萃取或離子交換法。由于有機(jī)離子交換樹脂和萃取劑不耐鍶-90和釔-90強(qiáng)輻照，所以它們都不可較長(zhǎng)時(shí)間負(fù)載鍶-90-釔-90，而這一點(diǎn)恰恰是從鍶-90-釔-90平衡體系中分離釔所必需的；其次上述方法均為先分離后負(fù)載的兩步法，操作步驟比較復(fù)雜。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種從鍶-90-釔-90體系中分離釔-90的電沉積方法，該方法按如下步驟進(jìn)行(1)在置有陽(yáng)極和陰極的電解池中加入pH＝1.3～3.5，濃度為0.05～0.3摩爾/升的硫酸銨溶液，然后再加入放射性的鍶-90-釔-90平衡溶液；(2)在電極上加直流電壓10～20伏，控制電流密度為0.4～0.9安/平方厘米，電解時(shí)間25-60分鐘；(3)電解池中加入氫氧化銨溶液，對(duì)電解液進(jìn)行堿化，使氫氧化銨與硫酸銨的摩爾之比為1，停止電沉積；(4)將電沉積釔-90后的陰極用氫氧化銨溶液和去離子水浸洗，然后用稀硝酸從陰電極上洗下釔-90，獲得含釔-90的稀硝酸溶液；或?qū)㈦姵练e釔-90后的陰極在惰性氣氛保護(hù)下，在電爐上加熱到500～800℃，保溫2～4小時(shí)。
上述步驟(1)中硫酸銨摩爾數(shù)與鍶-90-釔-90平衡溶液放射性活度之比為0.001-25摩爾/居里；所述步驟(3)中加入的氫氧化銨溶液對(duì)電解液進(jìn)行堿化，其氫氧化銨溶液的濃度可為0.5～3摩爾/升；所述步驟(4)中將電沉積釔-90后的陰極用濃度為0.3～0.6摩爾/升的氫氧化銨溶液和去離子水浸洗，再用去離子水浸泡5～10分鐘，然后用濃度為0.1～0.5摩爾/升的稀硝酸洗下釔-90。
本發(fā)明提供的從鍶-90-釔-90體系中分離釔-90的電沉積方法，其陰極可采用鉑絲或醫(yī)用敷貼不銹鋼薄片或心血管不銹鋼支架。
含鍶-90的電解液由于不斷衰變又產(chǎn)生了一定量的釔-90，經(jīng)過20天后，鍶-90-釔-90又接近平衡，可以將此溶液再進(jìn)行電解，繼續(xù)分離釔-90。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及突出性效果本發(fā)明將含有鍶-90-釔-90放射性核素作為電解底液，經(jīng)電解一定時(shí)間，將三價(jià)釔還原沉積在鉑絲或不銹鋼陰極上，從而與溶液中的鍶-90分離。鉑絲和醫(yī)用敷貼不銹鋼薄片或心血管不銹鋼支架均可用作電解槽的陰極。這樣避免了強(qiáng)放射性核素鍶-90和釔-90所引起的萃取劑和有機(jī)離子交換樹脂的不穩(wěn)定性。沉積在鉑陰極上的釔-90可用稀硝酸洗脫，制成開供醫(yī)用的含釔-90的稀硝酸溶液；沉積了釔-90的不銹鋼片或心血管不銹鋼支架經(jīng)熱處理后可直接用于臨床治療。既可制成符合醫(yī)用釔-90溶液，也可將其牢固附著在不銹鋼片或心血管不銹鋼支架，經(jīng)熱處理后可直接用于臨床治療。本發(fā)明所采用的電解法可將釔-90與鍶-90的分離與將釔-90沉積在載體上兩種操作合并為一種操作，簡(jiǎn)單易行。
圖2為采用金屬鉑作陽(yáng)極，用鉑絲或心血管不銹鋼支架為陰極的電解池結(jié)構(gòu)示意圖。
在電極上加直流電壓10伏，控制電流密度為0.4安/平方厘米，電解時(shí)間為25分鐘，放射性核素釔-90則沉積在陰極不銹鋼圓片上，而放射性核素鍶-90則留在電解液中；然后向電解池中加入濃度為0.5摩爾/升的氫氧化銨溶液1毫升，使電解液堿化，斷開電源，停止電沉積；然后取出作為陰極的不銹鋼圓片，用濃度為0.6摩爾/升的氫氧化銨溶液浸洗兩次，再用去離子水浸洗兩次，最后用去離子水浸洗10分鐘；取出后在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行熱處理，將不銹鋼片放在電爐加熱到800℃，保溫2小時(shí)，自然冷卻，即成為可供醫(yī)院臨床使用的釔-90的敷貼片。釔的電沉積率為99％，釔-90活度為9.9微居，而鍶-90的活度小于9.9×10-6微居。
實(shí)施例2采用如圖2所示的B型電解池，包括2-陽(yáng)極，4-電解液，7-鉑陰極或心血管不銹鋼支架，8-玻璃電解池體。加入10毫升PH值為3.5，濃度為0.3摩爾/升的硫酸銨電解底液，再加入1毫升總放射性活度為3.0居里的鍶-90-釔-90平衡溶液，用鉑作陽(yáng)極，用直徑為Φ1mm的鉑鉑絲作陰極。
在電極上加直流電壓20伏，控制電流密度為0.9安/平方厘米，電解時(shí)間為60分鐘，放射性核素釔-90則沉積在陰極鉑絲上，而放射性核素鍶-90則留在電解液中，然后向電解池中加入濃度為3摩爾/升的氫氧化銨溶液1毫升，使電解液堿化，斷開電源，停止電沉積；然后取出作為陰極的鉑絲，用濃度為0.3摩爾/升的氫氧化銨溶液浸洗兩次，再用去離子水浸洗兩次，最后用去離子水浸洗10分鐘；最后用濃度為0.1摩爾/升的稀硝酸將釔-90洗下，制成含釔-90放射性核素的硝酸溶液。可供醫(yī)院臨床使用。釔-90的電沉積率為98％，鉑絲上的釔-90的放射性活度為1.47居里，鍶-90的放射性活度為小于1.2×10-6居里。
實(shí)施例3采用B型電解池(見圖2)，用擴(kuò)張心血管的不銹鋼支架作陰極。加入10毫升pH值為2.5，濃度為0.15摩爾/升的硫酸銨電解底液，再加入1毫升總放射性活度為500微居的鍶-90-釔-90平衡溶液。
在電極上加直流電壓15伏，控制電流密度為0.6安/平方厘米，電解時(shí)間為40分鐘，放射性核素釔-90則沉積在陰極心血管不銹鋼支架上，而放射性核素鍶-90則留在電解液中；然后向電解池中加入濃度為1.5摩爾/升的氫氧化銨溶液1毫升，使電解液堿化，斷開電源，停止電沉積；然后取出作為陰極的心血管不銹鋼支架，用濃度為0.6摩爾/升的氫氧化銨溶液浸洗兩次，再用去離子水浸洗兩次，最后用去離子水浸洗10分鐘；取出后在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行熱處理，將心血管不銹支架放在電爐加熱到500℃，保溫4小時(shí)，自然冷卻，即成為可供醫(yī)院臨床使用的釔-90心血管不銹支架。釔-90電沉積率為99％，心血管不銹鋼支架上的釔-90的放射性活度為248微居，而鍶-90的放射性活度小于2.2×10-4微居。
權(quán)利要求
1.一種從鍶-90-釔-90體系中分離釔-90的電沉積方法，該方法按如下步驟進(jìn)行(1)在置有陽(yáng)極和陰極的電解池中加入pH＝1.3～3.5，濃度為0.05～0.3摩爾/升的硫酸銨溶液，然后再加入放射性的鍶-90-釔-90平衡溶液；(2)電極上加直流電壓10～20伏，控制電流密度為0.4～0.9安/平方厘米，電解時(shí)間25-60分鐘；(3)向電解池中加入氫氧化銨溶液，對(duì)電解液進(jìn)行堿化，使氫氧化銨與硫酸銨的摩爾之比為1，停止電沉積；(4)將電沉積釔-90后的陰極用氫氧化銨溶液和去離子水浸洗，然后用稀硝酸從陰電極上洗下釔-90，獲得含釔-90的稀硝酸溶液；或?qū)㈦姵练e釔-90后的陰極在惰性氣氛保護(hù)下，將陰極在電爐上加熱到500～800℃，保溫2～4小時(shí)。
2.按照權(quán)利要求1所述的電沉積方法，其特征在于所述步驟(1)中硫酸銨摩爾數(shù)與鍶-90-釔-90平衡溶液放射性活度之比為0.001-25摩爾/居里。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的電沉積方法，其特征在于所述步驟(3)中加入的氫氧化銨溶液的濃度為0.5～3摩爾/升。
4.按照權(quán)利要求1所述的電沉積方法，其特征在于所述步驟(4)中將陰極用濃度為0.3～0.6摩爾/升的氫氧化銨溶液和去離子水浸洗，再用去離子水浸泡5～10分鐘，然后用濃度為0.1～0.5摩爾/升的稀硝酸洗下釔-90。
5.按照權(quán)利要求1所述的電沉積方法，其特征在于所述的陰極采用鉑絲或不銹鋼。
全文摘要
從鍶－90－釔－90體系中分離釔－90的電沉積方法，屬于同位素分離及應(yīng)用核電化學(xué)領(lǐng)域。本發(fā)明以硫酸銨溶液和含有鍶－90－釔－90放射性核素作為電解底液，用鉑絲或不銹鋼作陰極，采用電解法，將三價(jià)釔還原沉積極上，從而與溶液中的鍶－90分離。該方法避免了強(qiáng)放射性核素鍶－90和釔－90所引起的萃取劑和有機(jī)離子交換樹脂的不穩(wěn)定性，其分離與負(fù)載一步完成，操作簡(jiǎn)單；既可制成符合醫(yī)用釔－90溶液，也可將其牢固附著在不銹鋼片或心血管不銹鋼支架等，可直接用于臨床治療。
文檔編號(hào)C25C1/22GK1455023SQ0314051
公開日2003年11月12日 申請(qǐng)日期2003年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者田國(guó)新, 王建晨, 張平, 賈瑞和 申請(qǐng)人:清華大學(xué)