[發明專利]用均勻性水溶液核反應堆生產碘-131的提取與純化工藝

有效

• 申請號: 200710306055.5
• 申請日: 2007-12-29
• 公開（公告）號: CN101468791A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 李茂良;程作用;鄧啟民;柴德安;李海穎;馮義紅;李明起;張勁松;陳云明
• 申請（專利權）人: 中國核動力研究設計院
• 主分類號: C01B7/14
• 分類號: C01B7/14;B01D59/00
• 代理公司: 核工業專利中心
• 代理人: 高尚梅;代 平

技術領域

本發明屬于醫用放射性核素的生產技術，具體涉及一種用均勻性水溶液核反應堆生產碘-131的提取與純化工藝。

背景技術

碘-131是重要的醫用放射性核素，是核醫學治療用的最早、最多的同位素，碘-131治療甲亢和甲癌是世界公認的特效方法，另外近年來逐漸發展的碘-131標記的單克隆抗體用于腫瘤的治療，又進一步推進了碘-131的應用，因此市場對碘-131的需求量也逐漸增加。

通常碘-131利用中子活化法或²³⁵U裂變靶件法(²³⁵U(n，f)¹³¹I)生產，但規模小，產生放射性廢物多，生產成本高。利用以UO₂(NO₃)₂溶液為核燃料的均勻性核反應堆生產碘-131，可實現規模化生產，如該反應堆以200kW功率運行24小時，可生成¹³¹I約15TBg(400Ci)。利用此法生產¹³¹I產生廢物少，成本低，具有推廣意義。過去生產醫用¹³¹I產品都利用蒸餾法，而均勻性水溶液核反應堆的燃料溶液體積大(約100L)，蒸餾法是無法實現的。因此，需要研發一種適用于從水溶液核反應堆大體積燃料溶液中提取微量(幾毫克)的放射性碘(¹³¹I和¹³¹I)的工藝，并進行純化，讓?¹³³I衰變到允許水平，使之用于核醫學診斷和治療。

以UO₂(NO₃)₂溶液為核燃料的均勻性水溶液核反應堆的燃料溶液的U濃度約為50mg/mL，HNO₃濃度為0.1-0.3mol/L。反應堆運行時產生大量裂變產物，裂變產物碘在酸性溶液中的價態比較復雜，主要有I^-、I₂、IO^3-等價態。I^-被H₂O輻射分解產生H₂O₂氧化為I₂，從燃料溶液中揮發的I₂在進入氣回路中又會與燃料溶液中的水或與?氣回路中噴淋下來的水反應生成I^-和IO^-、IO^-再被氧化生成IO₃^-(或IO₄^-)。因為燃料溶液中的碘主要以IO₃^-形式存在，所以從燃料溶液中提取¹³¹I主要針對IO₃^-進行。對于從均勻性水溶液核反應堆燃料溶液中提取碘，選擇合適的碘交換劑是關鍵。要求交換劑能對碘吸附但是對鈾不能吸附，還必須耐輻照而且性能穩定，能夠重復多次使用，并且不會給燃料溶液引入新的雜質。

發明內容

本發明的目的在于針對均勻性水溶液核反應堆燃料溶液體積大的特點，提供一種純化效果好、回收率高的用均勻性水溶液核反應堆生產碘-131的提取與純化工藝。

本發明的技術方案如下：一種用均勻性水溶液核反應堆生產碘-131的提取與純化工藝，該工藝用三氧化二鋁提取柱或水合氧化鋯提取柱從反應堆運行后的大體積燃料溶液中吸附碘-131，然后依次用稀HNO₃、H₂O、NH₃·H₂O清洗提取柱，再用NH₃·H₂O或NaOH溶液解吸提取柱上的碘-131，最后對解吸后的碘-131進行分離純化。

如上所述的用均勻性水溶液核反應堆生產碘-131的提取與純化工藝，其中，三氧化二鋁提取柱或水合氧化鋯提取柱的體積為提取料液的1/100～1/50，提取柱的高度與直徑比值為2～6；提取柱在使用前經3.5～7倍柱體積的0.1～0.3mol/L硝酸溶液預飽和；吸附時溶液的流速為0.5～2.0ml/ml/min。

如上所述的用均勻性水溶液核反應堆生產碘-131的提取與純化工藝，其中，清洗提取柱的清洗液為3.5～7倍柱體積的濃度為0.1～0.3mol/L硝酸、3.5～7倍柱體積的水、3.5～7倍柱體積的濃度為0.01mol/L的NH₃·H₂O；三種清洗液的流速均為0.5-2.0mL/mL/min。