(圖片：KAERI)

近日，韓國原子能研究院(KAERI)宣布成功開發(fā)出世界上首個(gè)采用機(jī)器人和傳感器的核素分離裝置新概念。

在放射性廢物的管理過程中，放射性核素分析是至關(guān)重要的一環(huán)。該分析過程通常包括預(yù)處理、分離和測量三個(gè)主要步驟。其中，核素分離是將特定核素與反應(yīng)試劑相結(jié)合，從熔融的放射性廢物樣品中分離出各個(gè)核素的過程。

傳統(tǒng)的核素分離方法主要有兩種：一種是手動(dòng)方法，利用重力將試劑添加到分離容器中;另一種是自動(dòng)方法，使用泵和復(fù)雜的管道系統(tǒng)來控制試劑的注入。然而，手動(dòng)方法難以精確控制試劑的速度，而自動(dòng)方法則存在閥門和管道易殘留放射性樣品的問題，需要頻繁清潔，影響了分離效率。

針對(duì)這些問題，KAERI開發(fā)的新型核素分離裝置采用了自動(dòng)化方法，但引入了不接觸放射性樣品的液體處理機(jī)器人來插入試劑。這種設(shè)計(jì)不僅避免了樣品殘留和堵塞的問題，還顯著減少了管道的數(shù)量，使得與放射性樣品接觸的組件可以輕松更換，從而完全消除了交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。

此外，該裝置還首次采用了非接觸式傳感器。當(dāng)試劑完全注入后，傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測分離容器內(nèi)吸附劑對(duì)核素的吸附或分離過程是否完成。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)使得分離過程更加精確，與現(xiàn)有的按一定時(shí)間運(yùn)行泵的方法相比，大大提高了分離效率。

據(jù)KAERI介紹，新設(shè)備能夠高效地從單個(gè)樣品中依次分離出锝-99、鍶-90、鐵-55、鈮-94、鎳-59和鎳-63等核素。通過與KAERI放射性廢物化學(xué)分析中心的合作評(píng)估，結(jié)果顯示，锝、鍶、鈮和鎳的分離速度比現(xiàn)有方法快三倍，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了83%至97%的高核素回收率。特別是，通過精確控制試劑的數(shù)量和速度，鐵的反應(yīng)時(shí)間可以延長約33%，從而獲得更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

對(duì)于這一創(chuàng)新成果，KAERI先進(jìn)核循環(huán)技術(shù)開發(fā)部負(fù)責(zé)人柳在洙表示：“該技術(shù)未來的商業(yè)化將為核設(shè)施運(yùn)行或退役期間產(chǎn)生的放射性廢物的快速、有效分析帶來技術(shù)突破。”