방사화학적 분리법
| 프랑스어 | 영어 | |
| 뜻 | Méthode de séparation radiochimique | Radiochemical separation method |
방사성 핵종(원자핵의 불안정 상태로 인해 방사선을 방출하는 핵종 또는 방사성동위원소)의 화학적 특성을 이용하여 기존의 방사성 핵종을 다른 핵종이나 분자들로부터 분리하는 방법으로, 방사성동위원소(RI)를 방사화학*(화학기술을 핵 연구에 적용하여 방사능을 화학적, 생화학적 문제에 적용하는 분야)적으로 분리하는 방법이다.
*방사화학은 19세기말 프랑스 과학자 마리 퀴리(Marie Skłodowska-Curie, 1867~1934)에 의해 알려진 분야로, 마리 퀴리는 방사화학을 통해 폴로늄(Po)과 라듐(Ra)을 발견하였고 그녀의 딸 이렌 졸리오퀴리(Irène Joliot-Curie, 1897~1956)가 인(P)이 함유된 용액에 알파입자를 쬐게 하면서 최초의 방사성동위원소 인-30(P-30)을 확인하였다.
I. RI(방사선동위원소)의 방사화학적 분리 특징
| 내용 | |
| I | 취급하는 방사성동위원소(RI)의 양이 극미량 |
| II | 반감기가 짧은 방사성동위원소(RI)일수록 빨리 분리해야 함 |
| III | 정량적 분리가 반드시 필요한 것은 아님 |
| IV | 비방사능이 높은 상태로 분리하면 좋음 |
| V | 분리과정 중 방사선차폐에 유념해야 함 |
II. 방사화학적 수율(Radiochemical Yield)
방사성 핵종의 방사능 비율로, 특정 동위원소담체(캐리어)를 쓰고 있을 때 회수된 캐리어의 양을 정량화해서 방사화학적 수율을 계산해내 효율성을 개선한다. 조작 전 방사능(방사화합물 전체 방사능)에 조작 후 방사능(특정 방사화합물 방사능)을 나눠준 값에 100을 곱해주면 계산된다. 높은 수율을 가질수록 정확하게 화합물을 분리시킬 수 있으며, 분리시키는 과정에서 발생하는 폐기물량이 감소되는 효과까지 나니 수율이 높을수록 좋다고 할 수 있겠다.
| 식 | |
| 방사화학적 수율 계산방법 |
방사화학적 수율(G) = 조작 후 방사능 / 조작 전 방사능 X 100(%) |
III. 공침(공동침전, Coprecipitation)
방사화학적으로 비슷한 용질이 용액에서 한 물질이 침전할 때 용해도에 이르지 않은 다른 물질 또는 이온까지 같이 침전시킬 수 있는 현상으로(쉽게 말해서 특정 물질이 침전할 때 다른 물질이 함께 침전되는 현상), 특히 무담체(비방사능 값Max) 방사성동위원소(RI)는 양이 극미량이므로 침전체를 가해도 침전이 형성되지 않는 현상이 많아서, 같이 침전시켜서 분리를 해야한다. 포괄, 폐색, 흡착의 3가지 방법이 존재한다.
실제적 방사화학적 분리법
쉽게 이야기해서 방사성 물질을 응용을 통해 동위원소로 분리하는 기술.
| 설명 | |
| 침전법 (이온교환법) |
분리시킬 방사성핵종 용액에 담체**를 침전시켜 분리하는 방법 (1단계:공침제를 가해 방사성핵종을 공침시켜 분리, 2단계:담체를 방사성핵종으로부터 분리 제거) |
| 용액잔류법 (증류법) |
침전법과 반대, 결과를 보고자 하는 방사성동위원소를 용액에 남기고 표적원소를 침전으로 제거하는 방법 |
| 용출법 (전기화학적 방법) |
특정 용액 또는 용매에 대해 표적원소의 염류가 불활성상태이고 분리시킬 특정 방사성핵종이 가용성일 경우에, 용액 또는 용매에 의해 분리시킬 특정 방사성핵종만 씻겨내리는 방법 |
| 용매추출법 (크로마토그래피) |
혼합 시료에 섞이지 않는 두 액층에 대한 분배계수 차이를 이용해 선택적으로 추출, 분리하는 방법 |
| 이온교환법 (이온교환수지) |
이온교환수지에 의한 원소 분리법으로 화학적 성질이 비슷한 원소들을 화합물로 만들어 성질 차이를 크게 한 다음 분리시는 방법이 연구되고 있고, 조작이 단순하지만 시간이 오래걸리고 방사선이 강할 경우 이온교환수지가 분해되는 경향이 있다. |
| Szilard-Chalmer방법 (밀킹) |
핵반응의 되튐효과를 이용해 방사평형에 있는 핵종 동위원소를 분리하는 방법으로 3가지 조건을 만족해야 성립할 수 있으며, 되튐에너지(E')값으로 설명할 수 있다. I. 핵반응 후 방사성동위원소의 화학적 결합이 깨져야 한다. II. 재결합이나 교환반응이 없어야 한다. III. 적당한 분리방법이 있어야 한다. |
**담체는 RI(방사성동위원소)의 무게가 너무 적어서 비방사성 물질을 적당량 가해 분리조작이 용이하게 하는 운반체이다.