鑥-177是什麼?_風聞
马氏体-48分钟前
【本文由“老陳哥2018”推薦,來自《成功製備,純度超99.9%!實現材料供應自主可控》評論區,標題為老陳哥2018添加】
鑥-177的半衰期為6.647天,釋放較低能量的β射線(電子),用於放療時副作用較小,其發射的低能γ射線還能用於顯像診斷。鑥(Lu)作為一種稀土元素,只有鑥-175這一種穩定同位素(佔97.4%),但自然界中還存在半衰期長達370億年的鑥-176。
製備鑥-177的方法分為兩種,一種是在反應堆中輻照鑥-176,使之獲得一箇中子而成為鑥-177,但這種方法的效率較低,產品中含有大量未反應的鑥-176(新聞中所説的“無載體鑥-177放射性同位素產品”的“載體”就是指鑥-176),導致放射性活度低,另外還會產生特殊的長壽命的鑥-177m同位素,半衰期160天,釋放高能γ射線,造成不利影響。
另一種製備方法就是新聞提到的用鐿-176在反應堆內輻照,吸收中子成為鐿-177,鐿-177發生β-衰變(原子核內一箇中子轉變成一個質子和一個電子,質量數不變而原子序數+1),得到鑥-177。
這種方法需要高純度的鐿-176同位素。稀土元素鐿(Yb)天然存在從168到176的多種同位素,其中鐿-176佔比13%,採用的分離方法是電磁分離法。把鐿製成揮發性的三氯化鐿(YbCl3),加熱蒸發後被電弧電離,三氯化鐿分子失去一個電子變成帶正電的離子。把飛出的離子束引入一個橫向的磁場,離子在電磁力作用下發生偏轉,質量越大的離子的旋轉半徑越大。根據鐿同位素質量數的不同,在不同的位置收集離子,就可以實現同位素的分離。

(離子束在橫向磁場作用下的弧線運動軌跡模擬圖,右邊放大圖不同顏色的線條表示不同同位素離子的偏轉半徑不同,在不同位置接收即可實現分離)
此前鐿同位素的電磁分離技術掌握在美俄手中,完全依賴進口。2023年11月,中核集團原子能院同位素電磁分離技術團隊通過自主研發關鍵技術首次分離出丰度大於99%、純度大於99.5%的鐿-176同位素,實現零的突破。

(中核原子能院EMIS-170同位素電磁分離器是目前國內唯一一台尚在運行的大型同位素電磁分離裝置,為“北斗”導航系統的銣原子鐘所用的銣同位素分離做出難以替代的貢獻)
這條新聞報道的是進一步從國產鐿-176製備出鑥-177,提到的中核集團核工業理化工程研究院/有限公司是中核原子能院的成員單位之一,是中核集團唯一專門從事鈾同位素分離技術、設備研究的機構。