近代物理所利用電子加速器成功制備醫(yī)用同位素鉬-99
近期,中國科學(xué)院近代物理研究所科研團(tuán)隊(duì)利用電子加速器成功制備了醫(yī)用同位素鉬-99。相關(guān)成果發(fā)表在國際同位素領(lǐng)域期刊《應(yīng)用輻射與同位素》(Applied Radiation and Isotopes)上。
锝-99m(半衰期為6小時(shí))在醫(yī)療診斷中被廣泛使用,使用量占所有臨床診斷放射性同位素使用量的80%以上,其來源主要依靠母體鉬-99(半衰期為66小時(shí))發(fā)生 -衰變。目前,我國醫(yī)用鉬-99全部依賴進(jìn)口。而全球大部分的醫(yī)用鉬-99通過核反應(yīng)堆途徑(鈾-235裂變反應(yīng))產(chǎn)生,但是隨著越來越多的核反應(yīng)堆停止運(yùn)行,鉬-99的供給變得越發(fā)緊張。
為了保障全球醫(yī)用同位素鉬-99的穩(wěn)定供應(yīng),國內(nèi)外眾多科研團(tuán)隊(duì)聚焦利用加速器輻照富集的穩(wěn)定同位素鉬-100來制備鉬-99,主要包括100Mo(p,pn)99Mo和100Mo( ,n)99Mo兩種反應(yīng)途徑。其中,因具有副產(chǎn)物少的顯著優(yōu)勢,通過100Mo( ,n)99Mo反應(yīng)制備醫(yī)用鉬-99成為研究熱點(diǎn)。
近代物理所核化學(xué)研究室與電子加速器中心的科研人員于近日成功開展了通過100Mo( ,n)99Mo反應(yīng)制備鉬-99的實(shí)驗(yàn)。團(tuán)隊(duì)利用蒙特卡羅計(jì)算方法,實(shí)現(xiàn)了靶系統(tǒng)的優(yōu)化。他們利用電子加速器產(chǎn)生的50 MeV電子束輻照鉭轉(zhuǎn)換靶,產(chǎn)生韌致輻射,再由韌致輻射與鉬-100靶片發(fā)生( ,n)反應(yīng)產(chǎn)生鉬-99。
研究團(tuán)隊(duì)使用了高純鍺探測器和伽馬能譜儀測定了鉬-99的產(chǎn)額以及放射性核純度。實(shí)驗(yàn)表明,該方法制備鉬-99的過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)核素水平較低,鉬-99產(chǎn)品的放射性純度可達(dá)99.99%。
該工作為利用電子加速器制備醫(yī)用同位素鉬-99奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),也為我國未來利用大功率電子加速器量產(chǎn)醫(yī)用同位素提供了可能性。
圖:(左)鉬-99產(chǎn)額實(shí)驗(yàn)值與理論值對比;(右)鉬-99產(chǎn)品伽馬能譜測量結(jié)果。(圖/林木)
該研究得到了中國科學(xué)院特別研究助理資助。
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https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2023.111059
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