醫用裂變99Mo分離純化工藝中131I-和的去除

梁積新，吳宇軒，向學琴，沈亦佳，王清貴，于寧文，羅志福

(中國原子能科學研究院 同位素研究所，北京 102413)

99Mo衰變子體核素99mTc是臨床上一種非常重要的醫用放射性同位素，全球每年有超過3 000萬次核醫學診斷顯像使用99mTc藥物，約占臨床核醫學診斷的70%以上[1]。當前，99Mo主要來源于235U裂變產物的提取。235U裂變產物中包含30多種元素，100多種放射性核素，因此從裂變產物中分離、純化并得到高純醫用99Mo的工藝流程非常復雜[2-3]。其中131I裂變產額為2.84%，半衰期(T1/2=8.02 d)相對于99Mo(T1/2=2.75 d)較長，是裂變99Mo產品中的主要雜質之一。醫用99Mo中131I含量限值低，《歐洲藥典8.0》(2013年版)規定，131I放射性活度相對99Mo溶液總放射性活度不得超過5×10-3%[4]?！吨袊幍洹分猩形词珍浻嘘P醫用99Mo的標準，但《裂變鉬99-锝99m色層發生器》 GB 13172—2009規定，131I放射性活度相對99Mo溶液總放射性活度不得超過5×10-3%[5]。因而，在醫用裂變99Mo生產工藝研究中，131I的去除是關鍵技術之一。

裂變99Mo分離純化方法選擇取決于鈾靶件形式與靶件溶解方式[6-7]。鈾靶件溶解通常分堿溶解與酸溶解。Cintichem流程是上世紀七八十年代美國Cintichem公司發展用于裂變99Mo生產，即輻照過的鈾靶件采用硝酸或硝酸與硫酸的混合酸溶解，放射性氣體(包括131I2等)經溶靶器排出，加入AgNO3沉淀溶靶液中的I-，加入Ru和Rh的反載體減少Mo沉淀內的放射性污染，再加入KMnO4將Mo氧化成Mo6+，用α-安息香肟(α-BO)沉淀法提取裂變99Mo，再用活性炭色層法、涂銀活性炭和水合氧化鋯等色層法純化99Mo，以保證裂變99Mo各項指標符合醫用要求[6]。

1 實驗材料

1.1 實驗設備

放射性活度計：CRC-15R，Capintec公司產品；自動γ計數器：2470型，Perkin Elmer公司產品；高分辨電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)：Element型，德國Finnigan MAT公司；電子天平：Sartorius BS100S，北京賽多利斯天平有限公司產品；Mili-Q超純水系統：Advantage 10，美國Millipore公司產品。

1.2 實驗材料

Na131I示蹤劑：131I放射性核純度>99%，放化純度>95%，原子高科股份有限公司；Na2MoO4：分析純，純度>99%，北京百靈威科技有限公司；α-安息香肟(α-BO)：分析純，純度>98.0%，日本東京化成工業株式會社；碘酸：分析純，純度>99.5%，阿拉丁試劑公司；AgNO3、HNO3、HCl等：分析純，國藥集團化學試劑北京有限公司；實驗用水均為去離子水或Milli-Q水。

AG1-×8樹脂：氯型，100～200目，Bio-Rad公司；活性炭：100目，荷蘭Sigma-Aldrich公司；可調式移液器：5～20 μL、100～1 000 μL、500～5 000 μL，德國 Brand公司；玻璃砂芯層析柱：Φ10 mm×200 mm，下端具聚四氟乙烯活塞，國藥集團化學試劑北京有限公司定制；G5玻璃砂芯濾球：Φ80 mm，國藥集團化學試劑北京有限公司定制。

使用前，所有玻璃器皿均用1 mol/L鹽酸浸泡12 h以上，并用去離子水沖洗。

2 實驗方法

2.1 131I在α-BO沉淀法分離99Mo工藝中的行為研究

(1)

式中，DF1為131I的去污系數；Cini為待分離液中131I放射性計數；Cdis為沉淀再溶解液中131I放射性計數。

131I的去除效果用除碘率表示，此工藝中除碘率：

(2)

式中，RY1表示除碘率；其他含義同公式(1)。

2.2 不同溶解介質對AG1-×8樹脂與活性炭吸附131I或Mo的影響

AG1-×8樹脂預處理：將市售Cl-型的AG1-×8樹脂充分水洗，于0.1 mol/L HNO3溶液中浸泡6 h，水洗至中性，于0.1 mol/L NaOH溶液中浸泡6 h，水洗至中性，50 ℃下烘干。

采用層次分析法(AHP)與模糊綜合評價法相結合方式對礦山企業進行綠色礦山建設評價起著重要作用，本文通過實例分析，對綠色礦山建設評價指標和評價方法做出詳細介紹，為我國綠色礦山建設提供參考依據。

(3)

式中：Kd為131I或Mo在AG1-×8樹脂的靜態分配系數；S0為每毫升原始示蹤溶液的131I放射性計數率， s-1(對于Mo，為其質量，mg)；Seq為每毫升離心后上清液的131I放射性計數率，s-1(對于Mo，為其質量，mg)；V為示蹤溶液體積, mL；m為AG1-×8樹脂的質量，g。

2.3 131I在陰離子交換法純化99Mo工藝中的行為研究

取規格為Φ10 mm×200 mm，在下端具聚四氟乙烯活塞的玻璃色層柱(在柱內下端固定有玻璃砂芯)，注滿去離子水，除氣，注入預處理過的陰離子交換樹脂使之距柱子頂端約2 cm，然后用玻璃毛壓住，用10倍柱體積1 mol/L NH4OH溶液預平衡樹脂。

將2.1小節中沉淀MoO2(α-BO)2再溶解液，加載到AG1-×8陰離子交換樹脂色層柱上，依次用150 mL 1 mol/L NH4OH溶液、150 mL去離子水洗柱后，用150 mL 1 mol/L (NH4)2CO3溶液將Mo解吸，控制流速為5 mL/min，收集解吸液，用γ計數器測定131I放射性計數并計算131I的去污系數：

(4)

式中，DF2為131I的去污系數；Cdis為再溶解液中131I放射性計數；Cag為AG1-×8陰離子交換柱純化Mo工藝 (NH4)2CO3解吸液中131I放射性計數。

此工藝流程中除碘率：

(5)

式中，RY2表示除碘率；其他含義同公式(4)。

2.4 131I在活性炭色層法純化99Mo工藝中的行為研究

將AG1-×8樹脂純化后的含Mo料液，用濃HNO3調pH約2.5，將調酸后的99Mo料液加載到活性炭色層柱上，依次用100 mL pH=2.5的HNO3溶液、100 mL 3%溴水洗滌色譜柱，然后用100 mL 0.2 mol/L NaOH溶液解吸Mo，控制流速為5 mL/min，收集解吸液，用γ計數器測定131I放射性計數并計算131I的去污系數：

(6)

式中，DF3為131I的去污系數；Cag為AG1-×8陰離子交換柱純化Mo工藝中(NH4)2CO3解吸液131I放射性計數；Cac為活性炭色層柱純化Mo工藝中NaOH解吸液131I放射性計數。

此工藝流程中除碘率為：

(7)

式中，RY3表示除碘率；其他含義同公式(6)。

3 結果與討論

3.1 131I化學形態

3.2 α-BO沉淀法提取99Mo工藝流程中131I行為及去除效果

圖1 放射性紙層析譜圖Fig.1 Radioactive paper chromatographic spectrum

類別沉淀濾過液中131I含量再溶解液中131I含量除碘率131I去污系數131I-1.71%0.39%99.61%259131IO-393.81%0.33%99.67%303

3.3 不同溶解介質對AG1-×8樹脂或活性炭吸附131I或Mo的影響

表2 不同介質對AG1-×8樹脂吸附131I與Mo的影響Table 2 Influence of mediums on absorption capacity of 131I and Mo on AG1-×8 resin

表3 不同介質對活性炭吸附131I與Mo的影響Table 3 Influence of mediums on absorption capacity of 131I and Mo on activated charcoal

注： “—”表示在H2O、pH為2.5的HNO3溶液與3%溴水介質中，上清液中Mo6+濃度為ICP-MS儀器檢測下限之下。

3.4 陰離子交換色層法純化Mo工藝流程中131I行為及去除效果

表4 陰離子交換色層法純化99Mo工藝流程中131I的行為Table 4 Behavior of 131I in the purification procedure of 99Mo by anion exchange chromatography

表5 陰離子交換色層法純化99Mo工藝流程中131I的去除效果Table 5 Decontamination effectiveness of 131I in the purification procedure of 99Mo by anion exchange chromatography

3.5 活性炭色層法純化Mo工藝流程中131I行為及去除效果

表6 活性炭色層法純化Mo工藝流程中131I的行為Table 6 Behavior of 131I in activated charcoal chromatography for 99Mo purification

表7 活性炭色層法純化Mo工藝流程中131I的去除效果Table 7 Decontamination effectiveness of 131I in activated charcoal chromatography for 99Mo purification

3.6 裂變99Mo分離純化工藝中131I的去除

表8 裂變99Mo分離純化總工藝流程中131I的去除效果Table 8 Decontamination effectiveness of 131I in the whole chemical process for fission 99Mo

4 結論