在放射性廢物的管理過(guò)程中，放射性核素分析是至關(guān)重要的一環(huán)。該分析過(guò)程通常包括預處理、分離和測量三個(gè)主要步驟。其中，核素分離是將特定核素與反應試劑相結合，從熔融的放射性廢物樣品中分離出各個(gè)核素的過(guò)程。
傳統的核素分離方法主要有兩種：一種是手動(dòng)方法，利用重力將試劑添加到分離容器中;另一種是自動(dòng)方法，使用泵和復雜的管道系統來(lái)控制試劑的注入。然而，手動(dòng)方法難以精確控制試劑的速度，而自動(dòng)方法則存在閥門(mén)和管道易殘留放射性樣品的問(wèn)題，需要頻繁清潔，影響了分離效率。
針對這些問(wèn)題，KAERI開(kāi)發(fā)的新型核素分離裝置采用了自動(dòng)化方法，但引入了不接觸放射性樣品的液體處理機器人來(lái)插入試劑。這種設計不僅避免了樣品殘留和堵塞的問(wèn)題，還顯著(zhù)減少了管道的數量，使得與放射性樣品接觸的組件可以輕松更換，從而完全消除了交叉污染的風(fēng)險。
此外，該裝置還首次采用了非接觸式傳感器。當試劑完全注入后，傳感器能夠實(shí)時(shí)監測分離容器內吸附劑對核素的吸附或分離過(guò)程是否完成。這一創(chuàng )新設計使得分離過(guò)程更加精確，與現有的按一定時(shí)間運行泵的方法相比，大大提高了分離效率。
據KAERI介紹，新設備能夠高效地從單個(gè)樣品中依次分離出锝-99、鍶-90、鐵-55、鈮-94、鎳-59和鎳-63等核素。通過(guò)與KAERI放射性廢物化學(xué)分析中心的合作評估，結果顯示，锝、鍶、鈮和鎳的分離速度比現有方法快三倍，同時(shí)實(shí)現了83%至97%的高核素回收率。特別是，通過(guò)精確控制試劑的數量和速度，鐵的反應時(shí)間可以延長(cháng)約33%，從而獲得更加準確的結果。
對于這一創(chuàng )新成果，KAERI先進(jìn)核循環(huán)技術(shù)開(kāi)發(fā)部負責人柳在洙表示：“該技術(shù)未來(lái)的商業(yè)化將為核設施運行或退役期間產(chǎn)生的放射性廢物的快速、有效分析帶來(lái)技術(shù)突破。”
