慕尼黑工業大學 (TUM) 的研究人員開發的一種從低濃縮鈾目標中提取鉬 99 (Mo-99) 的新方法可以顯著減少同位素生產過程中產生的放射性廢物。Mo-99 是醫用放射性同位素锝 99m (Tc-99m) 的前體,用于 85% 以上的所有核醫學診斷檢查。
Tobias Chemnitz 和 FRM II 的 Mo-99 測試設施(圖片:Reiner Müller,FRM II/TUM)
Tc-99m 的半衰期很短,因此是由 Mo-99 在所謂的锝發生器中的放射性衰變產生的,這些發生器供應給使用同位素的醫院。世界上大多數 Mo-99(其本身的半衰期僅為 66 小時)是通過在研究反應堆中用高水平中子通量輻照鈾靶而產生的。
傳統上用于為這些研究反應堆提供燃料并用于生產 Mo-99 的輻照靶材的高濃縮鈾 (HEU) 被視為一種擴散風險。在全球范圍內,正在努力盡量減少高濃鈾的使用,將研究堆轉換為使用低濃鈾 (LEU) 燃料,并推動使用低濃鈾目標。然而,TUM FRM II 的 MEDAPP 醫療輻照設施的 Tobiaz Chemnitz 說,鈾靶板中的濃縮度越低,輻照中 Mo-99 的比產率就越低。這意味著必須使用至少兩倍數量的低濃縮鈾板才能滿足世界對 Mo-99 的需求,而在處理這些板以回收同位素時產生的放射性廢物量也相應增加。
用于從輻照板中回收 Mo-99 的標準方法包括用酸或堿(通常是氫氧化鈉)處理,并產生大量水性中等放射性廢物。自從用 LEU 替代 HEU 靶材以來,全球每年產生約 15,000 升水性廢物,這些廢物一旦加工成適合最終處置的形式,每年的最終體積為 375,000 升。圖姆。
新方法包括在等離子體中使鈾-鉬測試板與三氟化氮反應,然后使用光控反應將過量的鈾與鉬分離。研究人員說,這與傳統工藝第一步中的氫氧化鈉處理一樣有效,但不會產生水性廢物。
Chemnitz 與同事 Riane Stene 合作,并與馬爾堡菲利普斯大學的氟化學家合作,完成了他的博士論文工作。TUM 已經提交了該工藝的專利申請。