Ένας νέος υποκαταστάτης θα μπορούσε να εξαλείψει τα απόβλητα που εμπλέκονται στην παραγωγή του υπερβαρέως ραδιενεργού ισότοπου
 |
| Η εικόνα πιστώνεται στο: Oak Ridge National Laboratory |
Υπό: Sam Lemonick στο Chemical & Engineering News
AUGUST 29, 2019 | APPEARED IN VOLUME 97, ISSUE 34
Το ραδιενεργό Καλιφόρνιο-252 είναι ένας γόνιμος παραγωγός εκπομπής νετρονίων, καθιστώντας το χρήσιμο για την εξέταση τμημάτων των κινητήρων αεοοπλάνων για ελαττώματα, για την εύρεση υπογείων αποθεμάτων πετρελαίου και φυσικού αερίου, τον βομβαρδισμό ορισμένων όγκων και τη λειτουργία πυρηνικών αντιδραστήρων, μεταξύ άλλων. Το Καλιφόρνιο είναι επίσης ένα υπερβαρύ στοιχείο, μέλος μιας μικρής ομάδας, της οποίας η χημεία δεν είναι ακόμα καλά κατανοητή.
Ποσότητες μικρογραμμαρίου californium-252 είναι διαθέσιμες για εμπορική χρήση μέσω της Επιτροπής Ρυθμίσεως Πυρηνικών Ουσιών των Η.Π.Α. Μόνο δύο εργαστήρια παράγουν californium-252: το Εθνικό Εργαστήριο Oak Ridge στις Ηνωμένες Πολιτείες και το Ινστιτούτο Έρευνας Ατομικών Αντιδραστήρων στο Dimitrovgrad της Ρωσίας.
Το 70% της παγκόσμιας παραγωγής Cf-252 γίνεται στο Oak Ridge National Laboratory, σε προστατευμένα από την ακτινοβολία, εργαστήρια εκ του μακρόθεν χειρισμού που ονομάζονται θερμά κύτταρα. Το 2003, οι δύο τοποθεσίες παρήγαγαν 0,25 γρ και 0,025 γρ καλιφορνίου-252 ανά έτος, αντίστοιχα.
Η εδώ και δεκαετίες χρησιμοποιούμενη διαδικασία ξεκινά με τη διάλυση των ακτινοβολημένων στόχων κιούριου σε πυκνό νιτρικό οξύ για την απομόνωση βαρέων στοιχείων μέσω μιας διαδικασίας κατιονικής ανταλλαγής που διαχωρίζει το Cf-252 και άλλα προϊόντα χρωματογραφικά. Η χρωματογραφία δέν λειτουργεί σε υψηλή οξύτητα και έτσι οι χημικοί ια πρέπει να ανεβάσουν σημαντικά το pH πρίν προχωρήσουν στο επόμενο βήμα, διαδικασία που είναι κοστοβόρα.
Η ραδιοχημικός Lætitia H. Delmau περιγράφει μια αναθεωρημένη διαδικασία καθαρισμού του Cf-252 που θα μπορούσε να μειώσει το κόστος και τα απόβλητα. Η μέθοδος χρησιμοποιεί ουδέτερο υποκαταστάτη, τετραοκτυλοδιγλυκολαμίδιο, για να εκχυλιστεί το Cf-252 από το διάλυμα νιτρικού οξέος, εξαλείφοντας την ανάγκη για διαχωρισμό κατιονικού ανταλλαγής.
Η Delmau απομόνωσε το Cf-252 σε καθαρότητα 99% σε δοκιμές μικρής κλίμακας της μεθόδου της τα τελευταία χρόνια και ήταν σε θέση να ανακυκλώσει τους διαλύτες που χρησιμοποίησε. Επίσης, βρήκε ότι ο υποκαταστάτη συνδέεται κατά προτίμηση με τα στοιχεία των ακτινίδων, όπως του Cf, περισσότερο από τα άλλα συστατικά του διαλύματος, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα του διαχωρισμού.
