Enriquecimento isotópico de lítio-6 para aplicação em dosímetro termoluminescente
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2026.2676Palavras-chave:
ICP-MS, dosímetro termoluminescente, Lítio-6, troca iônicaResumo
Extraído do mineral espodumênio, o elemento lítio possui naturalmente dois isótopos estáveis: 7Li (aproximadamente 92,6%) e 6Li (aproximadamente 7,4%). Esses isótopos têm várias aplicações, desde a indústria farmacêutica até a eletroquímica. Devido à sua alta eficiência e benefícios ambientais, a produção global de veículos elétricos com baterias de íon-lítio atingiu 10,5 milhões de unidades em 2022. No campo nuclear, o 7Li é amplamente utilizado em reatores na Usina Nuclear de Angra dos Reis, no Brasil, como estabilizador de pH no sistema de refrigeração primário. Por outro lado, o 6Li, com suas altas seções transversais para absorção de nêutrons térmicos, é usado no campo termonuclear e para produção de trítio em reatores de fusão. Além disso, o 6Li é utilizado em dosímetros de radiação devido às suas propriedades termoluminescentes, tornando-o eficaz para medir radiação ionizante. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma nova tecnologia para enriquecimento de lítio no Brasil, com foco na separação isotópica de 6Li e 7Li para suas respectivas aplicações industriais, buscando a independência brasileira a respeito da obtenção deste isótopo enriquecido. A técnica de troca iônica, envolvendo separação de isótopos por equilíbrio no fracionamento isotópico entre duas fases, é destacada como um método para atingir esse objetivo. pH e condutividade elétrica foram medidos nas amostras para correlacionar com a concentração de Li. Os resultados da análise isotópica apresentaram um enriquecimento de 10,12% para 6Li e 95,86% para 7Li.
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Referências
[1] CONNOR, N.; Radiation Dosimetry. Disponível em: https://www.radiation-dosimetry.org/pt-br/o-que-e-um-dosimetro-termoluminescente-tld-definicao/. Acesso em: 20 ago. 2024.
[2] LAFER, B.; AMARAL, J. A utilização da espectroscopia de lítio por ressonância magnética (7Li-MRS) no transtorno bipolar. Revista Brasileira de Psiquiatria, v. 23, p. 55-57, 2001. DOI: https://doi.org/10.1590/S1516-44462001000500016
[3] USAI, L. ; LAMB, J. J. ; HERTWICH, E. ; BURHEIM, O. E. ; STRØMMAN, A. H. Analysis of the Li-ion battery industry in light of the global transition to electric passenger light duty vehicles until 2050. Environ. Res.: Infrastruct. Sustain., v. 2, p. 011002, 2022. DOI: https://doi.org/10.1088/2634-4505/ac49a0
[4] BAN, Y.; NOMURA, M.; FUJII, Y. Chromatographic Separation of Lithium Isotopes with Silica Based Monobenzo-15-crown-5 Resin. Journal of Nuclear Science and Technology, [Publisher Location], v. 39, n. 3, p. 279-281, 2022. DOI: https://doi.org/10.1080/18811248.2002.9715187
[5] MIESLER, G.; FISCHER, P.; TARR, D.; Química Inorgânica, 5ª ed., Pearson Education. São Paulo, 2014, p 258.
[6] A Corporação Estatal de Energia Nuclear ROSATOM. Rosatom [360]. Disponível em: https://rosatomnewsletter.com/pt/2023/04/27/isotope-of-cooperation/. Acesso em: 20 ago. 2024.
[7] CAMPOS, L.; Termoluminescência de materiais e sua aplicação em dosimetria da radiação. Cerâmica, v. 44, p. 290, 1998. DOI: https://doi.org/10.1590/S0366-69131998000600007
[8] DING, X. & LIU, X. Nitrogen isotope separation by ion exchange chromatography. Em: Ion Exchange Technologies. Londres: Intechopen Limited, p. 343 – 366, 2012. DOI: https://doi.org/10.5772/51311
[9] SUGIYAMA, T.; SUGIURA, K.; TANAKA, M.; ENOKIDA, Y. Lithium isotope separation with displacement chromatography using crown ether resin immobilized on porous silica beads. Fusion Engineering and Design, v. 87, p. 1186– 1189, 2012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2012.02.092
[10] LEE, D. A.; BEGUN, G. M. The enrichment of Lithium isotopes by ion-exchange chromatography. I. The influence of the Degree of Crosslinking on the separation factor. Contribution from the chemistry division, Oak Ridge National Laboratory, 1958.
[11] POWELL, J. E. The separation of lithium isotopes by ion Exchange. J. Inorg. Nucl. Chem., v. 24, p. 183 – 186, 1961. DOI: https://doi.org/10.1016/S0022-1902(62)90273-7
[12] HAGIWARA, Z.; TAKAKURA, Y. Enrichment of stable isotopes, (III) enrichment of 6Li and 7Li by ion exchange column. Journal of Nuclear Science and Technology, v. 6, n. 6, p. 326 – 332, 1969. DOI: https://doi.org/10.1080/18811248.1969.9732896
[13] FUJINE, S. Theoretical study of lithium isotope separation by displacement chromatography. Separation Science and Technology, v. 17, n. 8, p. 1049 – 1064, 1982. DOI: https://doi.org/10.1080/01496398208060269
[14] HAGIWARA, Z; TAKAKURA, Y. Enrichment of stable isotopes, (I) Separation factor of lithium isotopes in ion exchange chromatography. Journal of Nuclear Science and Technology, v. 6, n. 5, p. 279 – 284, 1969. DOI: https://doi.org/10.1080/18811248.1969.9732883
[15] ZHANG, Y-H.; MIYAGAWA, N.; OI, T. Lithium isotope effects studied by ion exchange chromatography on silica beads loaded with semicrystaline titanium phosphate. Journal of Ion Exchange, v. 18, n. 4, p. 460 – 463, 2007. DOI: https://doi.org/10.5182/jaie.18.460
[16] HAGIWARA, Z; TAKAKURA, Y. Enrchiment of 6Li by ion exchange.Journal of Nuclear Science and Technology, v. 6, n. 3, p. 153 – 154, 1969. DOI: https://doi.org/10.1080/18811248.1969.9732856
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