غنی‌سازی ایزوتوپ 90Zr به روش جداسازی الکترومغناطیسی ایزوتوپ‌ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه فیزیک دانشگاه پیام نور

2 عضو هئیت علمی - گروه شتابگرها، پژوهشکده فیزیک و شتابگرها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

3 هیات علمی

4 هییت علمی پژوهشگاه کاربرد پرتو

10.24200/nst.2020.464.1315

چکیده

چکیده: جداکننده الکترومغناطیسی ایزوتوپ‌ها (EMIS) مستقر در کرج قابلیت جداسازی ایزوتوپ‌های دامنه وسیعی از عناصر مختلف را دارا می باشد. برای اولین بار در ایران با استفاده از این روش ایزوتوپ‌های زیرکونیم با موفقیت جداسازی شدند. زیرکونیم دارای پنج ایزوتوپ پایدار 96Zr، 94Zr، 92Zr، 91Zr ، 90Zr می باشد و فراوانی طبیعی 90Zr 45/51 درصد است. ایزوتوپ 90Zr برای تولید 90Nb طی واکنش 90Zr(n, p) 90Nb بکار می رود که دارای پتانسیل بالا جهت استفاده در نشاندار کردن آنتی بادی ها برای مطالعه تومور ها به روش (PET) می باشد. پاکت‌های مسی و صفحه جلوئی گرافیتی کلکتور برای ایزوتوپ‌های زیرکونیم، طراحی و ساخته شد. پس از انتخاب ترکیب مناسب ماده اولیه، پارامترهای الکتریکی چشمه‌یونی و الکترومگنت تعیین شدند. طیف جرمی ایزوتوپ‌های زیرکونیم توسط رکوردر ثبت و جمع آوری انجام شد. ایزوتوپ‌های انباشت شده در پاکت‌ ها ابتدا استخراج و سپس توسط روش‏های الکترولیز و رسوب‏گیری تخلیص گردید. محصول نهایی بصورت ZrO2 با آنالیز پراش اشعه ایکس ( XRD ) تائید شد. خلوص ایزوتوپی 90Zr با آنالیز اسپکترومترجرمی (TIMS)، 22/99 و خلوص شیمیایی با آنالیز به روش پیکسی (PIXE)، 85/99 تعیین گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

ENRICHMENT OF 90Zr BY ELECTROMAGNETIC ISOTOPE SEPARATOR (EMIS)

نویسندگان [English]

  • houshyar seyedi 1
  • parvin sarabadani 2
  • Mahdi Sadeghi 3
  • saeed rajabifar 4
1 Scientific board of Accelerators group, Physics & Accelerators research School, Nuclear Science & Technology Research Institute, Karaj, Iran
2 Scientific board of Accelerators group, Physics & Accelerators research School, Nuclear Science & Technology Research Institute, Karaj, Iran
3 Iran University of Medical Sciences, Tehran, Iran
4 Scientific board of the Radiation Research Institute, Karaj, Iran
چکیده [English]

Abstract: Electromagnetic Isotopes Separator (EMIS) is installed in Karaj since 1991, to separate isotopes of a wide range of elements. Zirconium is successfully separated for the first time in Iran. Zirconium element has five stable isotopes, 90Zr, 91Zr, 92Zr, 94Zr and 96Zr. Natural abundance of 90Zr is %51.45. The 90Zr isotope is used for the production of radioisotope 90Nb that has the potential for application in PET as a radionuclide. The copper pockets and graphite front plate were designed and fabricated for separating and collecting of Zr isotopes. The electrical parameters of ion source and electromagnet were determined and the mass spectra of Zirconium isotopes recorded. Deposited 90Zr isotope was extracted from copper pocket and purified by electrodeposition and purification methods. The formation of 90ZrO2 was confirmed by X-ray diffraction. Chemical purity and isotope purification of 90Zr isotope were 99.85% and more than 99.22% which measured by PIXE method analysis and TIMS respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Isotope Production
  • Zr-90
  • Electromagnetic Isotope Separation
  • Nb-90