分离焦虑不再 更快的净化元素的技术

日期:2019-08-20编辑作者:军事资讯

  act系元素 - 元素周期表底行的化学元素 - 用于从医疗,太空探索到核能生产的各种应用。但是,通过分离污染物和其他元素来净化目标元素以便可以使用,这可能是困难且耗时的。

  现在能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究人员已经开发出一种新的分离方法,它比传统工艺更有效率,为更快地发现新元素,更容易核燃料再加工以及最诱人的,一种更好的方法来获得actinium-225,一种用于癌症治疗的有希望的治疗同位素。

  “我们提出的工艺似乎比现有工艺更有效,步骤更少,可以在水性环境中完成,因此不需要刺激性化学品,”伯克利实验室重元素化学组负责人Abergel说。“我认为这非常重要,对许多应用程序都很有用。”

  伯克利实验室是世界上少数几个研究最重元素的核和化学特性的机构之一。事实上,他们中的大多数都是在上个世纪的伯克利实验室发现的。Abergel的小组之前已经发表了关于berkelium和钚以及放射性污染治疗的发现。

  Abergel指出,新的分离方法实现的分离因子比目前最先进的方法高出许多个数量级。分离因子是元素与混合物分离的程度的量度。“分离因子越高,污染物越少,”她说。“通常,当您净化一种元素时,您将经历多次循环以减少污染物。”

  具有更高的分离系数,需要更少的步骤和更少的溶剂,使得该过程更快且更具成本效益。例如,科学家们证明了三种系统中的一种,它们可以将过程从25步减少到仅仅两步。

  伯克利实验室的研究人员首先在act-225上展示了他们的方法,act-225是一种同位素,具有非常有前途的放射治疗应用。它通过靶向递送杀死癌细胞但不杀死健康细胞。

  美国能源部的同位素计划正在积极致力于在整个国家实验室加速器的复合体中增加act-225的生产。这种新的分离方法可以替代目前正在开发的化学过程。“任何生产过程都需要净化最终的同位素,”Abergel说。“我们的方法可以在生产之后立即使用,然后再分发。”

  在该研究中纯化的另外两种act系元素是钚和berkelium。钚的同位素钚-238用于发送探测火星的机器人发电。钚同位素也存在于核电厂产生的废物中,在那里它们必须从铀中分离出来才能回收铀。

  最后,berkelium对基础科学研究很重要。其中一个用途是作为发现新元素的目标。

  该过程依赖于合成配体(结合金属原子的小分子)的前所未有的能力,基于金属的大小和电荷,其与金属阳离子(正离子)的结合具有高度选择性。

  Abergel说,下一步是探索在其他医用同位素上使用该过程。“基于我们所看到的,这种新方法可以真正推广,只要我们对要分离的金属收取不同的费用,”她说。“提供良好的纯化工艺可以使后期制作加工和可用性变得更加容易。”

  该研究由美国能源部科学办公室资助。Ricano之前曾是伯克利实验室DOE科学本科实验室实习(SULI)项目的参与者。

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