Электролит радионуклидного никелирования полной выработки

Настоящая работа освещает отличительные особенности процесса разработки комплексного электролита радионуклидного никелирования. Разработка электрохимических методов получения радионуклидных покрытий связана с рядом технологических и метрологических затруднений, обусловленных радиохимической спецификой процесса, такой как: применение истощаемых ультраразбавленных по металлу электролитов, особый контроль промывных вод, малый объем электролитических ванн вкупе с крайне высокой ценой изотопно обогащенного материала, необходимость получения специальных разрешений и лицензий. Предложен состав электролита, позволяющий ведение электрохимического осаждения никеля до полного истощения ванны по металлу, что не только позволяет точно контролировать количественные характеристики осадков, но и избегать образования жидких радиоактивных отходов. В работе также демонстрируется целесообразность определения, прямо или косвенно, на основе данных прямого радиометрического контроля ванн и покрытий таких параметров процесса, как полнота выработки электролита по целевому металлу, скорость падения концентрации металла в растворе, выход по току для реакции осаждения. Практический материал собран в процессе разработки комплексного щелочного электролита переменной концентрации для осаждения радиоактивных изотопов металлов группы железа.

1. Ershova N.A., Krasnov A.A., Legotin S.A. et al. Electrochemical deposition of a radionuclide nickel-63 on betavoltaic cells for a nuclear battery based on silicon p-i-n junctions // IOP Conf. Series: Materials Sci. and Engineering. − 2020. − V. 950. P. 1-7. https://doi.org/10.1088/1757-899x/950/1/012007

2. Ершова Н.А., Поляков Н.А. Проблематика электрохимического радионуклидного никелирования // XVI Конференция молодых ученых, аспирантов и студентов ИФХЭ РАН «Физикохимия-2021»: сборник тезисов докладов. − М.: ИФХЭ РАН, 2021. − C. 91-92

3. Mieszkowska M., Grden M. Electrochemical deposition of nickel targets from aqueous electrolytes for medical radioisotope production in accelerators: a review // J. of Solid State Electrochemistry. − 2021. − V. 25. − P.1699-1725. https://doi.org/10.1007/s10008-021-04950-w

4. Synowiecki M.A., Perk L.R., Nijsen J.F.W. Production of novel diagnostic radionuclides in small medical cyclotrons // EJNMMI radiopharm. chem. Springer. − 2018. − V. 3. https://doi.org/10.1186/s41181-018-0038-z

5. Chotkowski M., Połomski D., Czerwinski K., Potential application of ionic liquids for electrodeposition of the material targets for production of diagnostic radioisotopes // Materials. − 2020. − V.13(22). − P. 5069. https://doi.org/10.3390/ma13225069

6. Manrique-Arias J.C., Avila-Rodriguez M.A. A simple and efficient method of nickel electrodeposition for the cyclotron production of 64 Cu // Appl Radiat Isotop. − 2014. − V. 89. − P. 37-41. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2014.01.024

7. Steeb J.L. Nickel-63 microirradiators and applications, Ph. D. Thesis. - Atlanta: Georgia Institute of Technology, 2010.

8. Krasnov A.A. at al. Development of betavoltaic cell technology production based on microchannel silicon and its electrical parameters evaluation // Applied Radiation and Isotopes. − 2017. − V. 121. − P.71-75 https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2016.12.019

9. Alam Tariq R., Piersona Mark A., Prelas Mark A. Beta particle transport and its impact on betavoltaic battery modeling // Applied Radiation and Isotopes. − 2017. − V. 130. − P. 80-89 https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2017.09.009

10. Мамаев В.И., Кудрявцев В.Н. Никелирование: учебное пособие. − М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2014. − 198 c.

11. Мамаев В.И. Функциональная гальванотехника: учебное пособие. − Киров: ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2013. − 208 c.

12. Stolarz A., Target preparation for research with charged projectiles // J. of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. − 2014. − V. 299. − P. 913-931. https://doi.org/10.1007/s10967-013-2652-2

13. Soenarjo S. at al. Simulations on Nickel Target Preparation and Separation of Ni (Ii)-Cu (Ii) Matrix for Production of Radioisotope 64Cu // GANENDRA Majalah IPTEK Nuklir. − 2011. − V.14(1). − P. 1-9. https://doi.org/10.17146/gnd.2011.14.1.26

14. Suryanto H., Kambali I. A novel method for 57Ni and 57Co production using cyclotrongenerated secondary neutrons // Atom Indonesia. − 2018. − V. 44. − P. 81-87. https://doi.org/10.17146/aij.2018.872

15. Орлова С.И., Абрамсон Д.С. Контроль электролитов и качества гальванопокрытий. − Уфа: Белая река, 2010. − 327 c.

16. Skitał P.M., Sanecki P.T., Saletnik D., Kalembkiewicz J. Electrodeposition of nickel from alkaline NH4OH/NH4Cl buffer solutions // Trans. Nonferrous Metals Soc. China. − 2019. − V. 29. − P. 222-232. https://doi.org/10.1016/S1003-6326(18)64931-3