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3D打印机如何帮助同位素的回收利用

时间:2020-07-13 来源:远铸智能 作者:远铸智能 浏览量:6482
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每年,医生依靠钼-99来诊断大量癌症或心脏疾病。但是这类同位素缺少一种简单、经济、有效的回收方法。”阿贡实验室的综合通信主管Dave Burkey说道。

钼-99会衰变成锝-99m,一种可以用于药物开发过程中的同位素。锝-99m可以通过浓缩钼来制备,这种方式成本高昂,生产一克锝-99,成本约为1000美元。通过INTAMSYS FUNMAT PRO HT大尺寸高温3D打印机打印的PEEK部件,阿贡实验室实现了浓缩钼-98,钼-100的大规模回收。


早在2015年,Peter Tkac和他的团队就已经提出了这种方法。相较于其他的回收方法,这种方法速度更快,成本更低,也更加可靠。“然而这种方法初期很难实现自动化。”Peter Tkac说道。

正如Burkey之前发布的研究结果中提到的,浓缩钼回收方法非常复杂,需要经过一系列腐蚀性的化学试剂处理将浓缩钼溶解在酸性溶液中,然后通过繁琐的过滤和提纯之后得到浓缩钼。


运用丙烯酸材料制备回收接触器


2016年,Tkac与Peter Kozak、航空航天工程和3D打印技术专家合作,一起研究自动化提纯分离浓缩钼的过程。他们运用3D打印的丙烯酸接触器替代漏斗和试管,这种接触器可以利用离心力分离化学物质。

“运用3D打印技术,我们可以将接触器打印成流线型的整体,这种结构具有较少的外部连接,可以帮我们更快速,更稳定的推动液体通过分离系统。”Kozak 解释说道。Alex Brown,Brian Saboriendo和其研究团队在《Journal of Solvent Extraction and Ion Exchange》上发表的《Demonstration of the MOEX Process Using Additive-Manufacturing-Fabricated Annular Centrifugal Contactors》提到,3D打印的接触器提高了浓缩钼的回收效率,降低了成本,而且可以将浓缩钼更好地从钾和其他污染物中进行分离提纯。

然而这种丙烯酸塑料接触器在工作了15个小时之后就受到了盐酸的腐蚀。Kozak说道“虽然实验结果是成功的,但是想实现大规模应用,我们必须找到一种相比丙烯酸更耐腐蚀的材料。”



3D打印PEEK接触器

Tkac和Kozak很快就发现了聚醚醚酮(PEEK)。PEEK具有优异的耐腐蚀性,比丙烯酸更稳定。可以长时间在有机溶剂和酸性溶剂的环境中工作。然而,3D打印的PEEK易发生皱缩和翘曲。运用INTAMSYS FUNMAT PRO HT,Kozak通过改变风扇速度和腔室温度轻易地解决翘曲和皱缩的问题。FUNMAT PRO HT打印机帮助Kozak团队可以打印出PEEK材料的接触器,现在他们可以快速并且高效地回收浓缩钼了。