专利名称：从锶－90－钇－90体系中分离钇－90的电沉积方法
技术领域：
本发明属于同位素分离及应用核电化学领域，涉及一种利用电沉积的方法从锶-90-钇-90平衡体系中分离出钇-90的工艺方法。
常用的分离方法是溶剂萃取或离子交换法。由于有机离子交换树脂和萃取剂不耐锶-90和钇-90强辐照，所以它们都不可较长时间负载锶-90-钇-90，而这一点恰恰是从锶-90-钇-90平衡体系中分离钇所必需的；其次上述方法均为先分离后负载的两步法，操作步骤比较复杂。
本发明的技术方案如下一种从锶-90-钇-90体系中分离钇-90的电沉积方法，该方法按如下步骤进行(1)在置有阳极和阴极的电解池中加入pH＝1.3～3.5，浓度为0.05～0.3摩尔/升的硫酸铵溶液，然后再加入放射性的锶-90-钇-90平衡溶液；(2)在电极上加直流电压10～20伏，控制电流密度为0.4～0.9安/平方厘米，电解时间25-60分钟；(3)电解池中加入氢氧化铵溶液，对电解液进行碱化，使氢氧化铵与硫酸铵的摩尔之比为1，停止电沉积；(4)将电沉积钇-90后的阴极用氢氧化铵溶液和去离子水浸洗，然后用稀硝酸从阴电极上洗下钇-90，获得含钇-90的稀硝酸溶液；或将电沉积钇-90后的阴极在惰性气氛保护下，在电炉上加热到500～800℃，保温2～4小时。
上述步骤(1)中硫酸铵摩尔数与锶-90-钇-90平衡溶液放射性活度之比为0.001-25摩尔/居里；所述步骤(3)中加入的氢氧化铵溶液对电解液进行碱化，其氢氧化铵溶液的浓度可为0.5～3摩尔/升；所述步骤(4)中将电沉积钇-90后的阴极用浓度为0.3～0.6摩尔/升的氢氧化铵溶液和去离子水浸洗，再用去离子水浸泡5～10分钟，然后用浓度为0.1～0.5摩尔/升的稀硝酸洗下钇-90。
本发明提供的从锶-90-钇-90体系中分离钇-90的电沉积方法，其阴极可采用铂丝或医用敷贴不锈钢薄片或心血管不锈钢支架。
含锶-90的电解液由于不断衰变又产生了一定量的钇-90，经过20天后，锶-90-钇-90又接近平衡，可以将此溶液再进行电解，继续分离钇-90。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果本发明将含有锶-90-钇-90放射性核素作为电解底液，经电解一定时间，将三价钇还原沉积在铂丝或不锈钢阴极上，从而与溶液中的锶-90分离。铂丝和医用敷贴不锈钢薄片或心血管不锈钢支架均可用作电解槽的阴极。这样避免了强放射性核素锶-90和钇-90所引起的萃取剂和有机离子交换树脂的不稳定性。沉积在铂阴极上的钇-90可用稀硝酸洗脱，制成开供医用的含钇-90的稀硝酸溶液；沉积了钇-90的不锈钢片或心血管不锈钢支架经热处理后可直接用于临床治疗。既可制成符合医用钇-90溶液，也可将其牢固附着在不锈钢片或心血管不锈钢支架，经热处理后可直接用于临床治疗。本发明所采用的电解法可将钇-90与锶-90的分离与将钇-90沉积在载体上两种操作合并为一种操作，简单易行。
图2为采用金属铂作阳极，用铂丝或心血管不锈钢支架为阴极的电解池结构示意图。
在电极上加直流电压10伏，控制电流密度为0.4安/平方厘米，电解时间为25分钟，放射性核素钇-90则沉积在阴极不锈钢圆片上，而放射性核素锶-90则留在电解液中；然后向电解池中加入浓度为0.5摩尔/升的氢氧化铵溶液1毫升，使电解液碱化，断开电源，停止电沉积；然后取出作为阴极的不锈钢圆片，用浓度为0.6摩尔/升的氢氧化铵溶液浸洗两次，再用去离子水浸洗两次，最后用去离子水浸洗10分钟；取出后在惰性气氛保护下进行热处理，将不锈钢片放在电炉加热到800℃，保温2小时，自然冷却，即成为可供医院临床使用的钇-90的敷贴片。钇的电沉积率为99％，钇-90活度为9.9微居，而锶-90的活度小于9.9×10-6微居。
实施例2采用如图2所示的B型电解池，包括2-阳极，4-电解液，7-铂阴极或心血管不锈钢支架，8-玻璃电解池体。加入10毫升PH值为3.5，浓度为0.3摩尔/升的硫酸铵电解底液，再加入1毫升总放射性活度为3.0居里的锶-90-钇-90平衡溶液，用铂作阳极，用直径为Φ1mm的铂铂丝作阴极。
在电极上加直流电压20伏，控制电流密度为0.9安/平方厘米，电解时间为60分钟，放射性核素钇-90则沉积在阴极铂丝上，而放射性核素锶-90则留在电解液中，然后向电解池中加入浓度为3摩尔/升的氢氧化铵溶液1毫升，使电解液碱化，断开电源，停止电沉积；然后取出作为阴极的铂丝，用浓度为0.3摩尔/升的氢氧化铵溶液浸洗两次，再用去离子水浸洗两次，最后用去离子水浸洗10分钟；最后用浓度为0.1摩尔/升的稀硝酸将钇-90洗下，制成含钇-90放射性核素的硝酸溶液。可供医院临床使用。钇-90的电沉积率为98％，铂丝上的钇-90的放射性活度为1.47居里，锶-90的放射性活度为小于1.2×10-6居里。
实施例3采用B型电解池(见图2)，用扩张心血管的不锈钢支架作阴极。加入10毫升pH值为2.5，浓度为0.15摩尔/升的硫酸铵电解底液，再加入1毫升总放射性活度为500微居的锶-90-钇-90平衡溶液。
在电极上加直流电压15伏，控制电流密度为0.6安/平方厘米，电解时间为40分钟，放射性核素钇-90则沉积在阴极心血管不锈钢支架上，而放射性核素锶-90则留在电解液中；然后向电解池中加入浓度为1.5摩尔/升的氢氧化铵溶液1毫升，使电解液碱化，断开电源，停止电沉积；然后取出作为阴极的心血管不锈钢支架，用浓度为0.6摩尔/升的氢氧化铵溶液浸洗两次，再用去离子水浸洗两次，最后用去离子水浸洗10分钟；取出后在惰性气氛保护下进行热处理，将心血管不锈支架放在电炉加热到500℃，保温4小时，自然冷却，即成为可供医院临床使用的钇-90心血管不锈支架。钇-90电沉积率为99％，心血管不锈钢支架上的钇-90的放射性活度为248微居，而锶-90的放射性活度小于2.2×10-4微居。
权利要求
1.一种从锶-90-钇-90体系中分离钇-90的电沉积方法，该方法按如下步骤进行(1)在置有阳极和阴极的电解池中加入pH＝1.3～3.5，浓度为0.05～0.3摩尔/升的硫酸铵溶液，然后再加入放射性的锶-90-钇-90平衡溶液；(2)电极上加直流电压10～20伏，控制电流密度为0.4～0.9安/平方厘米，电解时间25-60分钟；(3)向电解池中加入氢氧化铵溶液，对电解液进行碱化，使氢氧化铵与硫酸铵的摩尔之比为1，停止电沉积；(4)将电沉积钇-90后的阴极用氢氧化铵溶液和去离子水浸洗，然后用稀硝酸从阴电极上洗下钇-90，获得含钇-90的稀硝酸溶液；或将电沉积钇-90后的阴极在惰性气氛保护下，将阴极在电炉上加热到500～800℃，保温2～4小时。
2.按照权利要求1所述的电沉积方法，其特征在于所述步骤(1)中硫酸铵摩尔数与锶-90-钇-90平衡溶液放射性活度之比为0.001-25摩尔/居里。
3.按照权利要求1或2所述的电沉积方法，其特征在于所述步骤(3)中加入的氢氧化铵溶液的浓度为0.5～3摩尔/升。
4.按照权利要求1所述的电沉积方法，其特征在于所述步骤(4)中将阴极用浓度为0.3～0.6摩尔/升的氢氧化铵溶液和去离子水浸洗，再用去离子水浸泡5～10分钟，然后用浓度为0.1～0.5摩尔/升的稀硝酸洗下钇-90。
5.按照权利要求1所述的电沉积方法，其特征在于所述的阴极采用铂丝或不锈钢。
全文摘要
从锶－90－钇－90体系中分离钇－90的电沉积方法，属于同位素分离及应用核电化学领域。本发明以硫酸铵溶液和含有锶－90－钇－90放射性核素作为电解底液，用铂丝或不锈钢作阴极，采用电解法，将三价钇还原沉积极上，从而与溶液中的锶－90分离。该方法避免了强放射性核素锶－90和钇－90所引起的萃取剂和有机离子交换树脂的不稳定性，其分离与负载一步完成，操作简单；既可制成符合医用钇－90溶液，也可将其牢固附着在不锈钢片或心血管不锈钢支架等，可直接用于临床治疗。
文档编号C25C1/22GK1455023SQ0314051
公开日2003年11月12日 申请日期2003年5月27日 优先权日2003年5月27日
发明者田国新, 王建晨, 张平, 贾瑞和 申请人:清华大学