Способ нанесения йода-125 на серебряную поверхность партии изделий
METHOD FOR APPLYING IODINE-125 ONTO THE SILVER SURFACE OF A BATCH OF PRODUCTS

Изобретение относится к радиохимии и может быть использовано для производства партии закрытых источников излучения йода-125.
Известен способ нанесения йода-125 на партию серебряных стержней [С. Mathew, М.А. Majali, S.A. Balakrishnan. A novel approach for the adsorption of iodine-125 on silver wire as matrix for brachytherapy source for the treatment of eye and prostate cancer. Appl. Radiat. Isot. 2002. V. 57. N 3. P. 359-367], включающий нанесение на поверхность партии серебряных стержней слоя палладия путем обработки поверхности партии серебряных стержней раствором хлорида палладия и последующую обработку поверхности партии серебряных стержней с нанесенным слоем палладия раствором йода-125 с образованием на поверхности партии серебряных стержней слоя йода-125, связанного с палладием.
Недостатком известного способа является отсутствие операции подготовки поверхности партии серебряных стержней к нанесению на нее йода-125, поскольку наличие на поверхности серебряных стержней оксидов и сульфидов серебра влияет на разброс количества йода-125, нанесенного на каждый серебряный стержень.
Наиболее близким по технической сущности заявленному техническому решению является способ нанесения йода-125 на поверхность партии серебряных стержней [US Patent 4323055. Radioactive iodine seeds, опубл. 06.04.1982], включающий обработку поверхности партии серебряных стержней хлорирующим агентом с образованием на поверхности партии серебряных стержней слоя хлорида серебра и последующую обработку поверхности партии серебряных стержней раствором йода-125, при этом атомы йода-125 замещают на поверхности серебряных стержней атомы хлора в хлориде серебра с образованием на их поверхности слоя йода-125.
Недостатком известного способа является то, что нанесение йода-125 на загрязненную оксидами и сульфидами серебра вызывает относительно большую неравномерность распределения активности йода-125 нанесенного на поверхность каждого стержня.
Наличие на поверхности стержней хлоридов и оксидов серебра влияет на качество образующегося слоя хлорида серебра, его равномерность и прочность, что в последующем влияет на процесс замещения атомов хлора в хлориде серебра на атомы йода-125 и приводит к относительно большой неравномерности распределения активности йода-125 нанесенной на поверхность каждого изделия.
Задачей изобретения является исключение указанного недостатка, а именно обеспечение относительно низкой неравномерности распределения активности йода-125 нанесенной на поверхность каждого изделия.
Для достижения технического результата в способе нанесения йода-125 на серебряную поверхность партии изделий, включающем хлорирование серебряной поверхности партии изделий с помощью хлорирующего агента до приобретения серебряной поверхностью партии изделий коричневого цвета хлорида серебра и последующее замещение атомов хлора в образовавшемся хлориде серебра на серебряной поверхности партии изделий на атомы йода-125 путем помещения партии изделий с хлоридом серебра на серебряной поверхности изделий в раствор, содержащий ионы йода-125, предлагается перед хлорированием серебряной поверхности партии изделий хлорирующим агентом серебряную поверхность партии изделий последовательно обрабатывать раствором азотной кислоты и раствором тиомочевины.
В частных случаях применения способа предлагается:
- во-первых, серебряную поверхность партии изделий обрабатывать 1÷2 М раствором азотной кислоты;
- во-вторых, серебряную поверхность партии изделий обрабатывать 0,5÷1 М раствором тиомочевины;
- в-третьих, серебряную поверхность партии изделий обрабатывать раствором азотной кислоты в течение 3÷5 минут;
- в-четвертых, серебряную поверхность партии изделий обрабатывать раствором тиомочевины в течение 15÷25 минут;
- в-пятых, в качестве хлорирующего агента использовать 12 М соляную кислоту и 30%-ную перекись водорода в соотношении от 300:1 до 50:1;
125
- в-шестых, в качестве раствора, содержащего ионы йода-125 использовать раствор, включающий в себя 20÷100 мкл 0,05 М щелочного раствора NaI, содержащего 10÷1000 мКи йода-125 с последующей его нейтрализацией с помощью 20÷100 мкл 0,1 М раствора серной кислоты.
- в-седьмых, замещение атомов хлора в образовавшемся хлориде серебра на серебряной поверхности партии изделий на атомы йода-125 путем помещения партии изделий с хлоридом серебра на серебряной поверхности изделий в раствор, содержащий ионы йода-125 осуществлять в течение 65÷70 часов при встряхивании.
Сущность способа поясняется блок-схемой процесса, представленной на фигуре.
Способ включает последовательную обработку серебряной поверхности партии изделий раствором азотной кислоты и раствором тиомочевины, хлорирование серебряной поверхности партии изделий с помощью хлорирующего агента до приобретения серебряной поверхностью партии изделий коричневого цвета хлорида серебра и последующее замещение атомов хлора в образовавшемся хлориде серебра на серебряной поверхности партии изделий на атомы йода-125 путем помещения партии изделий в раствор, содержащий ионы йода-125.
Частные случаи реализации способа.
Во-первых, серебряную поверхность партии изделий обрабатывают 1÷2 М раствором азотной кислоты. Операцию проводят для удаления оксида серебра на серебряной поверхности партии изделий. При концентрации азотной кислоты более 2 М возможен процесс растворения азотной кислотой серебряной поверхности партии изделий, при концентрации азотной кислоты менее 1 М возможно неполное удаление оксида серебра с серебряной поверхности партии изделий.
Во-вторых, серебряную поверхность партии изделий обрабатывают 0,5÷1 М раствором тиомочевины. Операцию выполняют для удаления сульфида серебра на серебряной поверхности партии изделий. При концентрации тиомочевины более 1 М возможен процесс взаимодействия тиомочевины с серебряной поверхностью партии изделий с образованием сульфидных соединений, при концентрации тиомочевины менее 0,5 М возможно неполное удаление сульфида серебра с серебряной поверхности партии изделий.
В-третьих, серебряную поверхность партии изделий обрабатывают раствором азотной кислоты в течение 3÷5 минут. Операцию проводят для удаления оксида серебра на серебряной поверхности партии изделий. Продолжительность операции 5 минут достаточна для полного удаления оксида серебра с серебряной поверхности партии изделий. При продолжительности процесса мене 3-х минут возможно неполное удаления оксида серебра с серебряной поверхности партии изделий.
В-четвертых, серебряную поверхность партии изделий обрабатывают раствором тиомочевины в течение 15÷25 минут. Операцию осуществляют для удаления сульфида серебра на серебряной поверхности партии изделий. Продолжительность операции 25 минут достаточна для полного удаления сульфида серебра с серебряной поверхности партии изделий. При продолжительности процесса менее 15-ти минут возможно неполное удаления сульфида серебра с серебряной поверхности партии изделий.
В-пятых, хлорируют серебряную поверхности партии изделий с помощью 12 М соляной кислоты и 30%-ной перекиси водорода в соотношении от 300:1 до 50:1 до приобретения серебряной поверхностью партии изделий коричневого цвета хлорида серебра. Взаимодействие соляной кислоты и перекиси водорода приводит к образованию молекулярного хлора, который быстро взаимодействует с серебряной поверхностью партии изделий с образованием хлорида серебра на этой поверхности. При соотношении соляной кислоты и перекиси водорода большем, чем 300:1 возможно неполное хлорирование серебряной поверхности партии изделий, в то время, как при соотношении соляной кислоты и перекиси водорода меньшем, чем 50:1 возможен нежелательный процесс взаимодействия избыточного хлора с водой с образованием атомарного кислорода, который может окислять серебряную поверхности партии изделий до оксида серебра.
125
125
В-шестых, замещают атомы хлора в образовавшемся хлориде серебра на серебряной поверхности партии изделий на атомы йода-125 путем помещения партии изделий с хлоридом серебра на серебряной поверхности изделий в раствор, содержащий ионы йода-125, включающий в себя 20÷100 мкл 0,05 М щелочного раствора NaI, содержащего 10÷1000 мКи йода-125 с последующей его нейтрализацией с помощью 20÷100 мкл 0,1 М раствора серной кислоты. Нейтрализацию щелочного раствора NaI проводят с целью создания условий, способствующих замещению атомов хлора в образовавшемся хлориде серебра на серебряной поверхности партии изделий на атомы йода-125.
В-седьмых, замещают атомы хлора в образовавшемся хлориде серебра на серебряной поверхности партии изделий на атомы йода-125 путем помещения партии изделий с хлоридом серебра на серебряной поверхности изделий в раствор, содержащий ионы йода-125 в течение 65÷70 часов при встряхивании. Встряхивание облегчает доступ раствора, содержащего ионы йода-125 к поверхности партии изделий с образовавшимся хлоридом серебра и, таким образом, способствует уменьшению разброса активности йода-125, нанесенного на поверхность каждого изделия.
Способ применяют следующим образом.
При обработке серебряной поверхности партии изделий раствором азотной кислоты, изделия помещают в стеклянную емкость, затем в стеклянную емкость заливают 1÷2 М раствор азотной кислоты так, чтобы партия изделий была полностью погружена в раствор и выдерживают в нем изделия в течение 3÷5 минут. После завершения операции раствор азотной кислоты удаляют из стеклянной емкости.
При обработке раствором тиомочевины серебряной поверхности партии изделий, обработанной раствором азотной кислоты, в ту же стеклянную емкость с находящимися в ней изделиями заливают 0,5÷1 М раствор тиомочевины так, чтобы партия изделий была полностью погружена в раствор и выдерживают в нем изделия в течение 15÷25 минут. После завершения операции раствор тиомочевины удаляют из стеклянной емкости, затем серебряную поверхность партии изделий отмывают от тиомочевины последовательно ацетоном и водой.
При хлорировании серебряной поверхности партии изделий, обработанной последовательно раствором азотной кислоты и раствором тиомочевины, с помощью хлорирующего агента, в ту же стеклянную емкость, с находящимися в ней изделиями, заливают воду так, чтобы изделия были полностью погружены в нее. Затем, в воду добавляют хлорирующий агент (12 М соляную кислоту и 30%-ную перекись водорода в соотношении от 300:1 до 50:1) до приобретения серебряной поверхностью партии изделий коричневого цвета хлорида серебра. После завершения операции, рабочий раствор удаляют из стеклянной емкости и поверхность партии изделий с нанесенным на нее хлоридом серебра последовательно промывают водой и ацетоном.
125
При замещении атомов хлора в образовавшемся хлориде серебра на серебряной поверхности партии изделий на атомы йода-125, в ту же стеклянную емкость, с находящимися в ней изделиями, заливают воду так, чтобы изделия были полностью погружены в нее, после чего емкость герметизируют резиновой пробкой. Через пробку в стеклянную емкость с партией изделий с нанесенным на ее серебряную поверхность хлоридом серебра вводят 20÷100 мкл 0,05 М щелочного раствора NaI, содержащего 10÷1000 мКи йода-125 и 20÷100 мкл 0,1 М раствора серной кислоты для нейтрализации щелочи и доведения среды до слабокислой. Стеклянную емкость с партией изделий с нанесенным на ее серебряную поверхность хлоридом серебра встряхивают в течение 60÷70 часов. Без вскрытия стеклянной емкости из нее удаляют рабочий раствор и промывают водой серебряную поверхность партии изделий с нанесенным на нее йодом-125. В открытом виде серебряную поверхность партии изделий с нанесенным на нее йодом-125 также промывают водой и спиртом, после чего партию изделий с нанесенным на ее серебряную поверхность йодом-125 сушат.
Пример конкретного применения способа
Проводят обработку поверхности партии серебряных стержней (отрезки серебряной проволоки диаметром 0,5 мм и длиной 3 мм) в количестве 100 штук раствором азотной кислоты, для чего партию серебряных стержней помещают в пенициллиновый флакон, затем во флакон заливают 1 М раствор азотной кислоты так, чтобы партия серебряных стержней была полностью погружена в раствор и выдерживают в нем серебряные стержни в течение 5 минут. После завершения операции раствор азотной кислоты удаляют из пенициллинового флакона.
Проводят обработку поверхности партии серебряных стержней, обработанной раствором азотной кислоты, для чего в тот же пенициллиновый флакон, с находящимися в нем серебряными стержнями заливают 1 М раствор тиомочевины так, чтобы партия серебряных стержней была полностью погружена в раствор и выдерживают в нем серебряные стержни в течение 15 минут. После завершения операции раствор тиомочевины удаляют из пенициллинового флакона, затем поверхность партии серебряных стержней отмывают от тиомочевины последовательно ацетоном и водой.
Проводят хлорирование поверхности партии серебряных стержней, обработанной последовательно раствором азотной кислоты и раствором тиомочевины, с помощью хлорирующего агента, для чего в тот же пенициллиновый флакон, с находящимися в нем серебряными стержнями, заливают воду так, чтобы партия серебряных стержней была полностью погружена в нее. Затем, в воду добавляют хлорирующий агент (12 М соляную кислоту и 30%-ную перекись водорода в соотношении от 100:1) до приобретения серебряной поверхностью партии партия серебряных стержней коричневого цвета хлорида серебра. После завершения операции, рабочий раствор удаляют из стеклянной емкости и поверхность партии серебряных стержней с нанесенным на нее хлоридом серебра последовательно промывают водой и ацетоном.
125
Проводят замещение атомов хлора в образовавшемся хлориде серебра на поверхности партии серебряных стержней на атомы йода-125, для чего в тот же пенициллиновый флакон, с находящимися в нем серебряными стержнями, заливают воду так, чтобы партия серебряных стержней была полностью погружена в нее, после чего пенициллиновый флакон герметизируют резиновой пробкой. Через пробку в пенициллиновый флакон с партией серебряных стержней с нанесенным на ее поверхность хлоридом серебра вводят 50 мкл 0,05 М щелочного раствора NaI, содержащего 56 мКи йода-125 и 50 мкл 0,1 М раствора серной кислоты. Пенициллиновый флакон с партией серебряных стержней с нанесенным на ее поверхность хлоридом серебра устанавливают на шейкере и встряхивают в течение 60 часов. Без вскрытия пенициллинового флакона из него удаляют рабочий раствор и промывают водой поверхность партии серебряных стержней с нанесенным на нее йодом-125. В открытом виде поверхность партии серебряных стержней с нанесенным на нее йодом-125 также промывают водой и спиртом, после чего партию серебряных стержней с нанесенным на ее поверхность йодом-125 сушат.
Нанесенная активность составила 53,4 мКи (95,3%) йода-125, среднее значение нанесенной на один стержень активности 534 мкКи, коэффициент вариации (среднее относительное квадратичное отклонение) 4,1%. В случае, если коэффициент вариации не превышает 10%, то степень рассеивания данных считается незначительной.
Параллельно, при аналогичных условиях, проведено нанесение 56 мКи йода-125 на поверхность партии серебряных стержней в количестве 100 штук без предварительной обработки поверхности стержней азотной кислотой и тиомочевиной.
Нанесенная активность составила 50,8 мКи (90,8%) йода-125, среднее значение нанесенной на один стержень активности 508 мкКи, коэффициент вариации 12,8%.
Значение полученного в данном случае коэффициента вариации существенно превышает его значение для случая с предварительной обработкой поверхности стержней, что свидетельствует о большей степени рассеивания нанесенной на каждый стержень активности йода-125.
Таким образом, достигнут технический результат.
Технический результат - получение партии изделий с относительно низким разбросом активности, нанесенной на серебряные поверхности.