韓國原子能研究院表示,已經(jīng)開發(fā)出世界上第一個采用機(jī)器人和傳感器的核素分離裝置的新概念。

(圖片:KAERI)
為了安全地管理放射性廢物,必須進(jìn)行放射性核素分析,以確定其中存在哪些放射性核素。這種分析通常分為三個過程:預(yù)處理、分離和測量。
核素分離是將與特定核素發(fā)生反應(yīng)的試劑添加到熔融的放射性廢物樣品中,以分離每個核素的過程。目前有兩種方法,一種是利用重力將試劑添加到分離容器中的手動方法,另一種是使用泵的自動方法。
韓國原子能研究院 (KAERI) 指出,手動方法無法控制試劑的速度,而自動方法的缺點(diǎn)是需要泵、閥門和連接到閥門的眾多管道等復(fù)雜部件,并且必須按照預(yù)定時間控制閥門。特別是,自動方法每次都需要清潔,以確保控制試劑注入的閥門和試劑移動的管道中沒有殘留放射性樣品。
KAERI表示,其開發(fā)的分離裝置采用的是自動化方法,但由不接觸放射性樣品的液體處理機(jī)器人插入試劑。通過試劑反應(yīng)分離出的樣品被分別分離并收集起來,用于下一步的測量過程。得益于機(jī)器人,不再需要可能導(dǎo)致樣品殘留或堵塞的閥門,使用的管子數(shù)量也大幅減少。這使得可以輕松更換與放射性樣品接觸的組件,從而完全消除了因樣品殘留而發(fā)生交叉污染的可能性。
此外,核素分離容器首次采用了非接觸式傳感器,當(dāng)試劑全部注入后,傳感器會檢測并實(shí)時通知分離容器內(nèi)吸附劑對核素的吸附或分離過程是否完成,與現(xiàn)有的按一定時間運(yùn)行泵的方法相比,可以實(shí)現(xiàn)更精確的分離。
具體來說,韓國原子能研究院表示,新設(shè)備可以高效地從單個樣品中依次分離锝-99、鍶-90、鐵-55、鈮-94、鎳-59 和鎳-63。通過與韓國原子能研究院放射性廢物化學(xué)分析中心合作進(jìn)行的有效性評估,發(fā)現(xiàn)锝、鍶、鈮和鎳的分離速度比現(xiàn)有方法快三倍,同時實(shí)現(xiàn)了 83-97% 的高核素回收率。與現(xiàn)有方法不同,通過精確控制試劑的數(shù)量和速度,鐵的反應(yīng)時間可以延長約 33%,從而獲得更好、更精確的結(jié)果。
韓國原子能研究院先進(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)化將帶來技術(shù)突破,使人們能夠更快、更有效地分析核設(shè)施運(yùn)行或退役期間產(chǎn)生的放射性廢物。”
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