韩国原子能研究所 KAERI 表示,他们已经开发了世界上第一个使用机器人和传感器的核素分离装置的新概念。为了安全管理放射性废物,有必要进行放射性同位素分析以确定存在哪些放射性核素。这种分析通常分为三个过程:预处理、分离和测量。核素分离是将与特定核素发生反应的试剂添加到熔融放射性废物样品中以分离每种核素的过程。目前,存在通过重力将试剂添加到分离容器的手动方法和使用泵的自动方法。韩国KAERI指出,手动方法无法控制试剂的速度,而自动方法的缺点是组件复杂,如泵、阀门以及与阀门相连的众多管道,必须根据预设一定的时间。特别是,自动方法每次都需要清洗,以确保控制试剂注入的阀门和试剂流经的管道中没有放射性样品残留。
KAERI表示,其开发的分离装置采用自动方法,但由不接触放射性样品的液体处理机器人插入试剂。试剂反应分离出的样品被分离收集,用于下一步的测量过程。有了机器人,不再需要阀门,阀门会导致样品残留或堵塞,并且使用的试管数量也大大减少。这使得与放射性样品接触的组件可以轻松更换,从而完全消除因残留样品而造成交叉污染的可能性。此外,首次在核素分离容器中使用非接触式传感器。传感器检测到所有试剂都已加入,并实时通知分离容器内核素吸附或分离到吸附剂的过程已经完成。与运行泵一段时间的现有方法相比,这提供了更准确的分离。具体来说,KAERI 声称新设备可以有效地从单个样品中顺序分离锝-99、锶-90、铁-55、铌-94、以及镍-59 和镍-63。通过与 KAERI 的放射性废物化学分析中心进行性能评估,发现锝、锶、铌和镍的分离速度比现有方法快三倍,同时核素回收率高达 83-97%。与现有方法相比,由于精确控制了试剂的用量和速度,铁的反应时间延长了约 33%,从而获得了更好、更准确的结果。KAERI 先进核循环技术开发部门负责人 Ryu Jae-soo 表示:“该技术未来的商业化将带来技术突破,从而能够更快、更有效地分析核设施运行或退役期间产生的放射性废物。”