بازیافت رادیو ایزوتوپ های آلفا نشان دهنده یک اولویت رو به رشد برای صنایع است که وابسته به ویژگی های منحصر به فرد اشعه از این مواد است. آلفا پخش کنندگان مانند رادون-222، Actinium-225، و americium-241 برای بهبود ذرات کوتاه مدت، با انرژی بالا، که آنها را در درمان پزشکی، تولید انرژی، و دقیق تولید، باز کردن موانع پیچیده و تجزیه و تحلیل های اخیر خود را برای کاهش می دهد.

ویژگی های منحصر به فرد رادیو ایزوتوپ های آلفا-Emitting

ذرات آلفا هسته هلیوم با دو پروتون و دو نوترون است که تنها چند سانتی متر در هوا سفر می کنند، اما مقدار زیادی انرژی را در یک مسیر کوتاه ذخیره می کنند.این یونیزاسیون متراکم باعث می شود که پرتوهای آلفا به طور استثنایی برای تخریب هدفمند سلول های سرطانی در درمان آلفا هدفمند (TAT) و برای قدرت دادن ژنراتورهای حرارتی رادیویی ایزوتوپی (RTGRTG) در تحقیقات فضایی کلیدی، قدرتمند باشند:

  • ]Polonium-210 [ [FLT 1 ] در دستگاه های ضد استاتیک و به عنوان منبع گرما در RTGs استفاده می شود
  • [FLT 1 ] [FLT 1 ] - رایج در آشکارسازهای دود، منابع نوترونی و سنجش صنعتی
  • [FLT: 1 ] - کاندیدای پیشرو برای درمان آلفا هدفمند در برابر سرطان های مختلف
  • رادون-222 - یک گاز نجیب که در پرتو درمانی کم مصرف و مطالعات ردیابی استفاده می شود

از آنجا که این ایزوتوپ ها اغلب به عنوان محصول جانبی از راکتورهای هسته ای یا از پلوتونیوم سلاح های قدیمی تولید می شوند، دسترسی به منابع قابل اعتماد محدود می شود.فش منابع خرج شده و جریان های زباله حاوی پرتوهای آلفا می توانند زندگی مفید خود را گسترش دهند و رد پای محیط زیست فعالیت های هسته ای را کاهش دهند.

چالش های بازیافت آلفا-Emitting Radioisotops

ایمنی و بازداشت

مسمومیت شدید رادیوی از رادیوهای آلفا مستلزم مهار مطلق است، حتی مقادیر میکروسکوپی، اگر مصرف شده یا استنشاق شود، می تواند باعث آسیب شدید بافت سنتی با فشار منفی شود و تصفیه HEPA استاندارد باقی بماند، اما آنها محدود به طریق قطع و تولید سیستم های مهار کننده ثانویه هستند:

  • سلول های گرم دست چپ [FLT 1] با دستکاری کنندگان رباتیک و پنجره های محافظ
  • [[ویرایش] [۱] [۱۰] طرح های جعبه پیشرفته دستکش [[۱۰] [۱۰] [۱] [۱] با استفاده از مهر و موم های پیشین و نظارت مداوم بر اتمسفر
  • [در این میان] کشتی های دو گانه [در برابر آن] [از روی] [و [از روی] [و [از روی] [و [به]]] [و [از روی] [و [از روی]] [و [به سبب]] [و [از روی] [و] [و] [و] [به سبب] [و] [و [و] [و] [و [و [و]]]] [و [و [و [و [و [و [و]]]]]]]] [و [و [به [و [و [و [و [و [و]]]]]]]]]]] [و [و [و [و [و [و [و [و [و [به [و [و [و [و [و [و [و [و [از [از [از [از [از [از [از [از [و]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]] [و [و [و [و [از [از [و [از [از [و [و [و [
  • [[ویرایش] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱] [۱۰] [۱]] [۳] [۱] [۱] [۱]] [۳] [۱] برای هشدار به اپراتورهای قبل از آلودگی خارجی [۱]

این ارتقاء ها خطر قرار گرفتن در معرض را در طول پردازش شیمیایی کاهش می دهد و اجازه می دهد کمپین های بازیافت تهاجمی تر بدون به خطر انداختن ایمنی کارکنان.

جدایی و پاکسازی

انتشارات آلفا اغلب با سایر عناصر رادیواکتیو و پایدار همزیستی دارند، که اغلب در همان زنجیره ی پوسیدگی قرار دارند.بی آنکه دختران ناخواسته را به روش های شیمیایی بسیار انتخابی نیاز دارند.

  • شیمی ماتریس پیچیده - سوخت های صرف شده، زباله های صنعتی و اهداف جبران شده حاوی بسیاری از عناصر نولانتید و عمل کننده است که به طور مشابه رفتار می کنند.
  • مداخله زنجیره ایکائی [FLT 1] - به عنوان پوسیدگی والدین، ایزوتوپ های جدید به نظر می رسد که می تواند محصول را آلوده کند یا به مراحل جدایی اضافی نیاز داشته باشد.
  • - پرتوهای شدید آلفا از حلال های آلی و رزین ها، کاهش بهره وری و ایجاد محصولات جانبی خطرناک، تجزیه و تحلیل می کنند.

برای غلبه بر این مشکلات، محققان در حال توسعه قوی، استخراج کنندگان اشعه سخت و جداسازی های چند مرحله ای خودکار هستند.

تنظیم مقررات و محیط زیست Hurdles

مقررات بین المللی و ملی با تمام زباله های آلفا به عنوان زباله های سطح بالا یا ترانسورانیک درمان می کنند. بازیافت چنین مواد نیازمند مجوز دقیق، کنترل حمل و نقل و پایان دادن به ارزیابی اثرات زیست محیطی باید امکان آلودگی آب زیرزمینی طولانی مدت از هر گونه ذرات آلفا آزاد شده را در نظر بگیرد.این چارچوب های تنظیمی در حال تکامل هستند، اما همچنان تجزیه و تحلیل می شوند، کاهش استفاده تجاری از فن آوری های بازیافت.

رویکردهای نوآورانه برای بازیافت

تکنیک های بازسازی شیمیایی

استخراج مایع پیشرفته با استفاده از عصاره های جدید به عنوان امیدوار کننده ترین مسیر برای بازیابی عمده از انتشارات آلفا ظهور کرده است. روند PUREX (plutonium و بازیابی اورانیوم با استخراج) برای کمک های کوچک سازگار شده است.

  • [تحق استخراج] - از حلال های سوءتتونامید برای جذب یک ترم و curium از زباله های سطح بالا با انتخاب بالا بیش از lanthanides استفاده می کند.
  • [Selective Actinide Extract] - استفاده از سبزیجات نرم (به عنوان مثال، بیسکویت های گوگرد) برای جدا کردن سه گانه از محصولات فیبری.
  • فرایند - نوآوری فرانسوی قادر به بازیابی آئریوم به تنهایی، ترک curium پشت، با استفاده از ترکیبی از دیامید و ترکیبات فسفاتوروس.

این روش ها به بهبود 99٪ ایزوتوپ های هدف در حالی که به حداقل رساندن زباله های ثانویه دست می یابد، مقیاس پذیری آنها در تاسیسات بازفرآوری خلبان در سراسر اروپا و آسیا نشان داده می شود.

مدیریت Decay

همه ی انتشار کنندگان آلفا به طور مستقیم در فرم بومی خود قابل بازیافت نیستند، با دستکاری مسیر های پوسیدگی، تبدیل به ایزوتوپ های ارزشمند تر می تواند استراتژی های امکان پذیر باشد:

  • از رامیوم-226 برای تولید واکنش های Actinium-225 از طریق (n،δ) و پس از آن از فروپاشی بتا.
  • بمباران پروتون از هدف های تاوریوم یا اورانیوم برای تولید طیفی از انتشار دهندگان آلفا که می تواند به صورت شیمیایی برای کاربردهای مختلف جدا شده است.
  • ذخیره سازی پوسیدگی - نگه داشتن مخلوط تا زمانی که یک دختر کوتاه مدت به اندازه کافی پوسیده شده است تا اجازه استخراج خاص، در نتیجه "پاک کردن" ایزوتوپ برای استفاده مجدد.

این تکنیک ها به شدت در تاسیساتی مانند [FLT:] از وزارت انرژی ایالات متحده و برای عناصر ترانسو اورانیوم در آلمان مورد بررسی قرار می گیرند.

تکنولوژی های پیشرفته

فراتر از استخراج سنتی حلال، روش های جدایی فیزیکی در حال ظهور، انتخاب پذیری بیشتر و مصرف مواد شیمیایی پایین تر را ارائه می دهند:

  • Membrane فیلتراسیون [FLT 1] با نانو منافذ عملکردی که یون های عملگرا را با اندازه یا شارژ تشخیص می دهند، کاهش نیاز به حلال های آلی.
  • رسوب الکتروشیمی - استفاده از پتانسیل های دقیق برای انتخاب روشن کردن پرتوهای آلفا بر روی سطوح الکترود، و ترک عناصر دیگر در راه حل.
  • ] استخراج مایع فوق بحرانی - با استفاده از CO2 فشرده با عوامل دودکش برای حل و فصل رفتار از مردانگی جامد، به راحتی قابل بازیابی توسط سرکوب.

هر تکنولوژی هنوز نیاز به اعتبار در جریان های رادیواکتیو واقعی دارد، اما نتایج اولیه نشان می دهد که رویکردهای ترکیبی (به عنوان مثال، پیش از اتصال غشای پس از بازیابی الکتروشیمیایی) می تواند به خلوص استثنایی بالا برای انتشار کنندگان آلفا درجه پزشکی دست یابد.

کاربردهای صنعتی Recycled Alpha Emitters

تولید ایزوتووپ پزشکی

قانع کننده ترین راننده برای بازیافت، تقاضای رو به رشد برای ایزوتوپ های درمانی آلفا است[۳] Actinium-225، به عنوان مثال، یک ژنراتور سرب-۱۱ در درمان آلفا هدفمند برای سرطان پروستات، لوسمی و گلیوبلاستوما است. بازیافت ستون های ژنراتور یا محصولات تخریب استفاده نشده می تواند به طور چشمگیری هزینه هر دوز را کاهش دهد. بین المللی انرژی اتمی (EA) [۳]

منابع انرژی و قدرت

RTG های آلفا محور، فضاپیماهایی مانند Cassini-Huygens و New Horizons را به کار گرفته اند. Recycleed پلوتونیوم-238 (تولید شده از طریق فروپاشی آلفا curium-242) دوباره برای ماموریت های عمیق بازیافت پلوتونیوم مورد ارزیابی قرار می گیرد.به همین ترتیب، americium-241 در RTG های کوچک برای سنسورها و بازیافت های از راه دور اقیانوسی استفاده می شود که شامل کاهش این ایزوتوپ های پیچیده جدید است.

رادیوگرافی صنعتی و اندازه گیری

منابع آلفا همچنین در eliminatorهای استاتیک، اندازه گیری ضخامت و کاوشگرهای نوترونی برای اکتشاف مواد معدنی استفاده می شوند.با بازیافت منابع مصرفی - به ویژه ] استاندارد های آلفا گواهی شده - صنایع می توانند قابلیت اندازه گیری را در حالی که کاهش حجم زباله های خودکار سیستم های بازیافت خودکار که به طور همزمان برای خدمت به این بخش ضروری توسعه یافته اند، حفظ کنند.

چشم انداز آینده و راهنمایی های تحقیقاتی

مقیاس موفقیت آمیز بازیافت آلفامitter به همکاری بین شیمی دانان هسته ای، دانشمندان مواد و مهندسان سیستم های خودکار بستگی دارد:

  • گیاهان پردازش رباتیک خودکار - کاهش قرار گرفتن در معرض انسان در حالی که افزایش از طریق قطع.
  • حلالهای قابل حل [FLT 1] - طراحی مولکولهای آلی که در برابر رادیولیزوز برای صدها چرخه فرایند مقاومت می کنند.
  • [FLT: 1] سیستم های مدیریت زوال عقل ( - ترکیب جدایی شیمیایی با نوترون خط یا منابع پروتون برای تبدیل داروهای ناخواسته به گازهای گلخانه ای مفید.
  • [[۱]] مقررات جهانی [FLT: ۱] - دستورالعمل های مدیریت زباله به روز می شوند تا بازیافت را تشویق کنند.

علاوه بر این، دوقلوهای دیجیتال از امکانات پردازش مجدد می توانند توالی های جدایی مطلوب را شبیه سازی کرده و تخریب تجهیزات را پیش بینی کنند، امکان نگهداری پیش بینی شده و قابلیت اطمینان بیشتر روند را فراهم کنند.

نتیجه گیری

رویکردهای نوآورانه برای بازیافت رادیو ایزوتوپ های رادیو ایزوتوپ های آلفا در حال تبدیل جریان های زباله های یکبار گیر به منابع ارزشمند برای پزشکی، انرژی و صنعت است.از جدایی های شیمیایی پیشرفته و مدیریت پوسیدگی برای سیستم های مهار خودکار، این زمینه به سمت یک مدل پایدار است که به حداکثر رساندن بهره از این مواد قدرتمند در حالی که به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی.