[发明专利]一种Ni-63溶液γ核素去除方法

说明书

本发明公开了一种Ni‑63溶液γ核素去除方法，包括：向待分离溶液中加入适量的反载体，并将溶液转为适合于柱分离的体系，得到样品溶液，通过反载体法来提高γ去除率。第二步、一次柱分离：采用阴离子交换树脂，通过控制淋洗液的浓度及用量来去除Ni‑63粗品中强γ核素，得到一次分离后的Ni‑63样品溶液Y2，一次分离γ去除率高达99.96％。为了进一步的提高Ni‑63产品溶液的纯度，可进行二次分离。采用本方案，将一次分离后的树脂柱再生后直接进行二次分离，得到最终Ni‑63产品溶液Y4，总γ去除率高达99.999％；成功制备高纯度的⁶³NiCl₂溶液，为Ni‑63β源的制备和测量奠定了技术基础，同时实施成本低。

技术领域

本发明涉及核素提纯工艺技术领域，特别是涉及一种Ni-63溶液γ核素去除方法。

背景技术

⁶³Ni(Ni-63)半衰期为100.1年，能产生纯β射线，最大能量66.9KeV，是目前世界上应用最广泛的低能β放射源之一，可用于β活度测量和β能量响应刻度时的参考源和工作源、色谱仪电子捕获器、离子感烟探测器、电子管内电离源、气相层析的电子俘获探头等多个应用领域。而⁶³Ni的生产是通过⁶²Ni在反应堆内经中子辐照发生⁶²Ni(n,γ)⁶³Ni后获得，然后再经过分离提纯，制成高纯⁶³NiCl₂溶液。而辐照后得到的⁶³Ni粗品溶液中，除存在大量镍(包括⁶³Ni产品)外，还存在一定的放射性和非放射性杂质，其中⁶⁰Co、⁵⁸Co、⁵⁷Co、⁵⁹Fe等将产生强γ射线。根据EJ/T651-1992标准对⁶³Ni源γ放射性限值要求，最终的⁶³Ni溶液产品中HPGeγ谱仪检测中Eγ＞100keV的γ杂质应小于0.1％，因此，必须对初级产品进行分离提纯，尽量去除其中的强γ核素。

此外，镍作为金属材料被广泛应用于反应堆构件中，其活化产物也常见于反应堆产生的放射性固体废物和废水中，而⁶³Ni作为纯β放射性核素，主要存在于铝合金、不锈钢、石墨、混凝土和铅等反应堆材料中，是反应堆退役样品中需要检测的重要核素之一。因此，该体系中的⁶³Ni活度的准确测量具有重要意义。但由于β核素发射的是连续谱，在固体样品中有着严重的自吸收，并且⁶³Ni所发射的射线能量较低，测定之前必须与其他干扰核素完全分离，因此⁶³Ni的测定对于化学分离制样程序要求较高。

不管是⁶³Ni同位素的制备还是反应堆构件中⁶³Ni的测定，均需要首先除去样品中的强γ核素。⁶³NiCl₂溶液中γ核素去一般采用强碱性阴离子树脂，通过离子交换达到去除γ核素的目的。虽然前期已有过类似的研究，但大多未经过实验验证，强γ辐照条件下体系的分离性能还需要进一步验证；而且部分树脂价格昂贵，不适用于工业应用。此外，个别报道有采用在CARR研究堆中辐照后的天然镍靶件进行分离体系的研究，但由于⁶²Ni(n,γ)⁶³Ni反应截面小，天然镍中⁶²Ni含量仅为3.6345％，辐照也仅为10天，生成的⁶³Ni比活度很低，产生的γ杂质含量极少，研究仍处于实验室验证初级阶段，应用验证不充分。

因此，亟待建立一种分离效果好的方法来解决⁶³Ni溶液中γ核素的高效去除问题。

发明内容

针对上述提出的亟待建立一种分离效果好的方法来解决⁶³Ni溶液中γ核素的高效去除问题的问题，本发明提供了一种Ni-63溶液γ核素去除方法，本方法通过离子交换法，提供了一种可有效去除Ni-63溶液中γ核素的方法。