近日，韩国原子能研究院(KAERI)宣布成功开发出世界上首个采用机器人和传感器的核素分离装置新概念。
在放射性废物的管理过程中，放射性核素分析是至关重要的一环。该分析过程通常包括预处理、分离和测量三个主要步骤。其中，核素分离是将特定核素与反应试剂相结合，从熔融的放射性废物样品中分离出各个核素的过程。
传统的核素分离方法主要有两种：一种是手动方法，利用重力将试剂添加到分离容器中;另一种是自动方法，使用泵和复杂的管道系统来控制试剂的注入。然而，手动方法难以精确控制试剂的速度，而自动方法则存在阀门和管道易残留放射性样品的问题，需要频繁清洁，影响了分离效率。
针对这些问题，KAERI开发的新型核素分离装置采用了自动化方法，但引入了不接触放射性样品的液体处理机器人来插入试剂。这种设计不仅避免了样品残留和堵塞的问题，还显著减少了管道的数量，使得与放射性样品接触的组件可以轻松更换，从而完全消除了交叉污染的风险。
此外，该装置还首次采用了非接触式传感器。当试剂完全注入后，传感器能够实时监测分离容器内吸附剂对核素的吸附或分离过程是否完成。这一创新设计使得分离过程更加精确，与现有的按一定时间运行泵的方法相比，大大提高了分离效率。
据KAERI介绍，新设备能够高效地从单个样品中依次分离出锝-99、锶-90、铁-55、铌-94、镍-59和镍-63等核素。通过与KAERI放射性废物化学分析中心的合作评估，结果显示，锝、锶、铌和镍的分离速度比现有方法快三倍，同时实现了83%至97%的高核素回收率。特别是，通过精确控制试剂的数量和速度，铁的反应时间可以延长约33%，从而获得更加准确的结果。
对于这一创新成果，KAERI先进核循环技术开发部负责人柳在洙表示：“该技术未来的商业化将为核设施运行或退役期间产生的放射性废物的快速、有效分析带来技术突破。”
