نوع مقاله: مقاله فنی

نویسندگان

پژوهشکده‌ کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: 14155-1339، تهران- ایران

10.24200/nst.2021.1192

چکیده

هدف این تحقیق بررسی امکان تولید آهن-55 به عنوان یک چشمه گسیلنده پرتو ایکس در مصارف علمی و صنعتی می‌­باشد. مزیت این روش، حذف مراحل آب­کاری و انحلال منگنز فلزی در تولید هدف و عدم نیاز به مراحل پیچیده خالص‌­سازی شیمیایی و رادیوشیمیایی است. محاسبات مربوط به انرژی پروتون مورد استفاده برای بمباران هدف با روش ALICE/ASH انجام شد. نمونه‌­ها برای تعیین مقدار آهن-55 تولیدی با روش طیف‌­سنجی پرتو ایکس و گاما مورد ارزیابی قرار گرفتند. منگنز-54 به­ عنوان ناخالصی عمده در تولید آهن-55 تولید می‌­شود. جداسازی و تخلیص آهن-55 از منگنز با تلفیق روش رسوب­‌گیری و استخراج مایع- مایع انجام شد. مقدار منگنز و نیز مقدار تبدیل شده به منگنز-54 قابل توجه است اما نتایج نشان می‌­دهد، جداسازی منگنز-54 از آهن-55 به طور کامل انجام شده است. هم‌­چنین نتایج نشان داد، تولید رادیو ایزوتوپ آهن-55 و خالص‌­سازی آن برای مصارف داخل ایران با روش ارایه شده امکان‌­پذیر می­‌باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Localization of the production and purification of Fe-55-radioisotope for the use in open and closed sources

نویسندگان [English]

  • P. Ashtari
  • Y. Fazaeli
  • Gh. Aslani

Radiation Application Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 1339-14155, Tehran - Iran

چکیده [English]

The purpose of this study is to investigate the possibility of producing iron-55 as an X-ray source for the scientific and industrial applications. There are some advantages for this method: the elimination of the manganese electro-plating, dissolving process in the target production step, and the need for the complex stages of chemical and radio-chemical purification. The calculations of proton energy for the target bombardment was performed using the ALICE/ASH method. The samples were evaluated to produce iron-55 determination by X-ray and gamma spectroscopy. Manganese-54 was produced as a major impurity in the production of iron-55. The Separation and purification phase of iron-55 from manganese was carried out by combining of precipitation and liquid-liquid extraction. The amount of manganese and manganese-54 was significant, but the results showed that the separation of manganese from iron-55 has been performed efficiently. Also, results agreed that the production and purification of iron-55 radioisotope for territorial use in Iran is possible with the proposed method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Open and closed sources
  • Production and purification of Fe-55-radioisotope
  • ALICE/ASH

1. L.E. Preuss, W.S. Toothacker, C.K. Bugenis, Demonstration of X-ray diffraction by LiF using the Mn Kα X-rays resulting from 55Fe decay, Appl. Phys. Lett. 9, 159 (1966), https: //doi.org/ 10.1063/ 1.1754691.

 

2. L. Marinangeli, et al, Mars-Xrd Team (March 12–16, 2007). An European XRD/XRF Instrument for the ExoMars Mission. 38th Lunar and Planetary Science Conference. Lunar and Planetary Science Conference (1338). League City, Texas. 1322. Bibcode (2007).

 

3. D.J. Dwight, E.A. Lorch, J.E. Lovelock, Iron-55 as an auger electron emitter: Novel source for gas chromatography detectors, J. Chrom. A. 116, 257-261  (1976). doi:10.1016/S0021-9673(00)89896-9.

 

4. C. Augeray, et al, Development of a protocol to measure iron-55 in solid matrices in the environment, J. Environ.l Radioactivity, 141, 164-173 (2015).

 

5. Esam M.A. Hussein, Handbook on radiation probing, gauging, imaging and analysis. Springer. P. 26. ISBN 978-1-4020-1294-5 (2003).

 

6. O. Stehling, et al, Biochemical Analyses of Human Iron–Sulfur Protein Biogenesis and of Related Diseases, Chapter 8, Methods in Enzymology, Academic Press, 599, 227-263 (2018).

 

7. T.N. Van Der Walt, F.W.E. Strelow, F.J. Haasbroek, Separation of iron-55 from manganese cyclotron target material on a 2% cross-linked anion exchanger in hydrochloric acid. Inter. J. Appl. Radi. Isotopes, 36, 159-161 (1985).

 

8. Y. Fazaeli, et al, A new approach to targetry and cyclotron production of 45Ti by proton irradiation of 45Sc, Nucl. Tech. & Radi. Protection J., 29, 28-33 (2014).

 

9. A. Konobeyev, A. Korovin, P.E. Pereslavtsev, Code ALICE/ASH for Calculation of Excitation Functions, Energy and Angular Distributions of Emitted Particles in Nuclear Reactions, Institute of Nuclear Power Engineering, Obninsk, Russia, (1997).

 

10. J.F. Zeigler, J.P. Biersack, U. Littmark, The Stopping and Range of Ions in Matter, SRIM Code, USA, (2006).