Производство изотопов на ускорителях

Коротко- и ультрако- роткоживущие радионуклиды нарабатываются на ускорителях (в основном - на циклотронах).

Рис. 3. Циклотрон CC-lS/9 (разработка ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова»).

На циклотроне ускоряются до высоких энергий протоны, дейтроны и другие лёгкие ионы.

На циклотроне осуществляют ядерные реакции: (р,п) (например, l80(p,n)l8F, 12?J(p,n)127Xe, 127J(p,6n)), (d,n) (например, 14N(d,n)1sO) и (p,a) (например, ^N^a^C) ядерные реакции. Важно учитывать, что сечения таких реакций экстремально зависят от энергии бомбардирующей частицы (рис. 4). Поэтому для достижения максимального выхода целевого продукта, нужно подбирать оптимальную энергию Н+ или D+. При наработке ультракороткоживущих радионуклидов для ПЭТ используют протоны с энергиями 94-19 МэВ, а для наработки короткоживущих радионуклидов для ПЭТ - с энергиями ~зо МэВ.

Циклотроны, выдающие пучки протонов с энергиями сто МэВ, позволяют нарабатывать изотопы ,8F, Ю, с энергиями 114-16 МэВ - изотопы “С, l8F, ‘3N, ‘Ют, 22Na, 48V, с энергиями 174-30 - изотопы 124J, ‘23j, 6?Ga, 1п, “C, l8F, •зЫ, Ю, 22Na, 48V, 20IT1, а с энергиями выше 30 МэВ - изотопы ‘24J, 123J, 6?Ga, “‘In, “C, l8F, ‘3N, Ю, 82Sr, «Юе, 22Na, 48V.

Большинство получаемых на циклотронах радионуклидов являются нейтронообеднёнными и поэтому претерпевают либо позитронный распад, либо электронный захват.

Рис. 4. Зависимость сечения реакции ‘4N(d,n)‘50 от энергии дейтронов.

Однако далеко ие все радионуклиды медицинского назначения выпускаются на мощных циклотронах, а РФП на их основе - в хорошо оборудованных радиохимических лабораториях. Связано это с тем, что для снижения токсичности и дозовой нагрузки на пациента, радионуклид должен обладать небольшим периодом полураспада, сравнимым с длительностью диагностики или терапии. Препараты, меченные изотопами с периодами полураспада менее суток, не имеет смысла производить в ядерных центрах, т.к. за время доставки в госпиталь, они почти полностью распадутся. Поэтому изотопы с Т<у дн производят на компактных «медицинских» ускорителях, расположенных непосредственно на территории медицинского учреждения.

Компактный циклотрон (рис. 5) медицинского назначения обычно составляет единый комплекс с полностью автоматизированной лабораторией синтеза РФП химическими или биохимическими методами. Вся работа системы производства радиоизотопов, включая ускоритель и биосинтезатор, управляется компьютером. Производство изотопа реализуется путём

прохождения через серии меню на консоли управления. Оператор выбирает из меню требуемый картридж для производства изотопа. Все остальные процессы проводятся автоматически.

Рис. 5. Медицинский циклотрон для наработки ультракороткоживущих радионуклидов и автоматизированная система синтеза РФП.

Для наработки медицинских радионуклидов используется не только циклотроны, но и другие типы ускорителей, например, линейные ускорители электронов, генерирующие жёсткое у-излучение. На таком ускорителе осуществляется, например, ядерная реакция ю°Мо(у,п)99Мо. Довольно широко используется реакция фотоядерного расщепления 238U, приводящая, в частности, к образованию "Мо - материнского нуклида **>тТс.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >