Производство медицинских радиоизотопов на ускорителе протонов У-80. 3 4 1 2 5 Схема комплекса для получения радиоизотопов для медицины. 1 - ускоритель; 2 - станции облучения; 3 – р/х бокс; 4 – горячие камеры; 5 – масс-сепаратор Поэтапный план осуществления проекта. 1-й этап:Получение Sr82 (до 1 Кюри), разработка методов выделения, очистки и анализа, Срок 2-3 года •Ускоритель, •Разводка пучков (3 линии), •Станция облучения, пневмопочта, р/х бокс корп. ИРИС. •Мишень RbCl •Разработка генератора Sr82 - Rb82. . 2-й этап: 4-5 лет •ещё 2 станции облучения , •горячие камеры, •средства транспортировки, •масс-сепаратор off-line. 3-й этап: 6-8 лет •получение других радиопрепаратов. •Сертификация продукции, •полномасштабная работа комплекса. DIAGNOSTIC RADIOISOTOPES S67Zn(p,n)67Ga 68Zn(p,2n)67Ga natKr(p,xn)81Rb5. 82Kr(p,2n)81Rb 111Cd(p,n)111In 112Cd(p,2n)111In5 123Te(p,n)123I 124Te(p,2n)123I 124Te(p,n)124I 127I(p,5n)123Xe→123I 127I(p,3n)125Xe→125I 124Xe(p,2n)123Cs→123Xe→123I 124Xe(p,pn)123Xe→123I 203Tl(p,3n)201Pb→201Tl 203Tl(p,2n)202mPb→202Tl 203Tl(p,4n)200Pb→200Tl POSITRON EMITTERS for PET 69Ga(p,2n)68Ge. natGa(p,xn)68Ge 85Rb(p,4n)82Sr natRb(p,xn)82Sr Los Alamos LARGE-SCALE ISOTOPE PRODUCTION WITH AN INTENSE 100 MEV The RbCl targets and gallium targets are disc shaped and have a nominal diameter of 50 mm. Up to three targets are irradiated simultaneously with nominal incident energies of 90 MeV, 65 MeV and 30 MeV. Targets are separated by spacers to form 5 mm thick cooling channels between the target faces. Typical cooling water velocities flowing over the target faces range between 2 and 5 m/s. Los Alamos Los Alamos * Сравнение производительности мишеней из Rb и RbCl, Лос-Аламос мишень Масса г энергия ток, Время Активность протонов µА облучения, Sr82 на МэВ сутки момент выдачи, Ки Rb мет. 50 94-101 130 2 1,5 RbCl 10 65-40 80 2 0.5-0,7 Los Alamos Los Alamos Los Alamos Испытания прочности мишеней Облучено: 98 мишеней RbCl, из них 54 в капсулах из нерж. стали (интенсивность протонного пучка от 100 до 200µА); 44 из сплава инконель 625 (при пучке от200 до 220µА). 38 мишеней с мет. Ga ( при токах от 100μA до250 μA; Los Alamos Los Alamos Возможные причины разрушения оболочек: •избыточное давление вследствие перегрева •коррозия при взаимодействии с материалом мишени • механическое повреждение турбулентным потоком охлаждающей воды. •радиационные повреждения • дефекты при изготовлении Троицк Троицк Интегральный выход Sr-82 при полном поглощении в мишени протонного пучка; a,c,d,f,e – расчёт, b – эксперимент. KIRAMAS (Корея) Radiopharmaceuticals Laboratory, Korea Institute of Radiological and Medical Sciences (KIRAMS) Radionuclides C-11 F-18 1-123 Tl-201 Yields mCi/µAh 90 10 3 3 • The radiochemical purities higher than 99.7 %. • Accelerator: 40MeV, 220 µA • A water-cooled carbon collimator • 4 external beam lines. • wobbler magnet to rotate the beam. • Pneumatic transport. Проект станции облучения ПИЯФ Вид при транспортировке. Вид устройства в защитном корпусе. Sr – Rb генератор 1 Сорбция стронция на хелатах 2 Ионный обмен на SrCO3 Хелаты -— клешневидные комплексные соединения, образуются при взаимодействии ионов металлов с полидентатными (то есть имеющими несколько донорных центров) лигандами Комплекс Ni c диметилглиоксимом В генераторе Sr-Rb используются неорганические хелаты на основе окислов переходных элементов Sn, Ti, Zr, Ta и др., а также катионообменные смолы Эффективность разделения определяется величиной коэффициента распределения K d =( A i −A f )/ A f v/m (2) где: ● Ai – начальная активность в растворе A f - конечная активность v - объём р-ра (мл) m - масса сорбента(г) Спасибо за внимание 100 221Fr Cs Эффективность Rb K 10-1 Na 10-2 In 10-3 4 5 Потенциал ионизации (эВ) Al 6 Sr Rb Вид распада A Т1/2 80 1,8ч ε 30с β+ Стаб. 81 22мин. β+ *30,3мин. 4,6ч ИП ε, β+ *13,с 2,3∙105л. 82 25,3дн. ε *6,3ч 1,23мин. ИП ε, β+ Стаб. 83 *5с 32ч ИП ε, β+ 86,2дн. ε *1.83ч Стаб. 84 Стаб. *20,5мин. 32,8дн. ИП ε, β+ Стаб. 85 *67,7мин. 64,9дн. 86 Стаб. 87 *2,8ч стаб ИП β- Т1/2 Стаб.(72%) *1мин. 18,7дн. ε, нет γ Вид распада Kr Стаб.(30%) Т1/2 *4,8ч 10,75л. ИП ε β -, нет γ Вид распада ИП, ε ИП ИП β- Стаб. 76мин. β- 85 Sr Sr 83 Sr 82 Sr 81 Sr 80 Sr http://www-nds.iaea.org/medportal/ (mbarn) 84 100 85 10 20 30 40 Rb(p,xn) 50 60 86-n 70 Ep (MeV) 80 Sr 90 100 110 Mh NITROGEN CARBON 100 - Am-241 - Eu -152 - Tc-99 80 Yield, % 60 40 20 0 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 o TC Температурная зависимость выхода радиоэлементов из углеродной матрицы 2000 100 Cs-134 90 80 Yield (%) 70 60 Eu-152,154 50 40 30 20 Am-241 Yb-169 10 Y-88 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 o TC Температурная зависимость выделения радионуклидов для облучённой нейтронами углеродной матрицы с Am-241 (%). Интегральный поток нейтронов – 1019н, суммарная поглощённая доза 108 Гр. -8 Before irradiation After irradiation 5x10 -8 4x10 a -8 3x10 -8 241 2 K ( g/cm day) 2x10 -8 1x10 Am 0 -9 3x10 0.5 - 0.25 mm < 0.25 mm -9 b 2x10 152 -9 1x10 Eu 0 -8 8x10 c -8 6x10 -8 4x10 125 -8 2x10 I 0 0 100 200 300 Time, days . Скорость выщелачивания радионуклидов дистиллированной водой из матриц, содержащих Am-241, Eu(Eu-152) I(I-125), при комнатной температуре; a-выщелачивание из матрицы с америцием до и после облучения нейтронами, b- то же из образцов матрицы с европием разной степени дисперсности, c- из порошка матрицы с йодом.