CH636724A5

CH636724A5 - Verfahren zur herstellung von (52)mangan.

Info

Publication number: CH636724A5
Application number: CH1116378A
Authority: CH
Inventors: Gerhard Dr Erdtmann; Gottfried Kueppers; Hermann Petri; Chaturvedula Dr Sastri
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich
Priority date: 1977-11-23
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1983-06-15
Also published as: GB2010001B; FR2410341A1; US4201625A; GB2010001A; FR2410341B1

Description

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung von "Mangan durch eine Kernreaktion, bei dem ein metallatomhaltiges Target mit leichten, beschleunigten Ionen beschossen und das infolge der Kernreaktion aus den Metallatomen gebildete "Mangan mit Hilfe eines chemischen Trennvorganges aus dem Target isoliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein vanadiumhaltiges Target mit 3Helium-Ionen beschossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Target eine Metallfolie aus Vanadium oder Vanadiumlegierung verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bestrahlung des Targets und der chemischen Isolierung des Mangans eine Wartezeit von etwa 10 Stunden eingehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die 3Helium-Ionen auf eine Energie von etwa 14 MeV beschleunigt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein 5lV-angereichertes Vanadium verwendet wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von "Mangan durch eine Kernreaktion, bei dem ein metallatomhaltiges Target mit leichten, beschleunigten Ionen beschossen und das infolge der Kernreaktion aus den Metallatomen gebildete "Mangan mit Hilfe eines chemischen Trennvorganges aus dem Target isoliert wird.

"Mangan ist unter anderem in der Nuklearmedizin von Interesse, zum Beispiel für die Diagnose und/oder Therapie von Bluterkrankungen.

Nach den bekannten Verfahren (Radioisotope Production and Quality Control UAEA, Vienna, 1971, Technical Report Nr. 128, p. 805) wird das "Mangan-Isotop durch Beschuss von Chrom oder Eisen mit Protonen oder Deuteronen hergestellt. Dabei fällt stets gemeinsam mit dem gewünschten "Mangan auch noch das Isotop 54Mangan an. "Mangan ist aber unerwünscht, weil es eine wesentlich längere Halbwertszeit (312 Tage) als "Mangan (5,7 Tage) hat, so dass der Anwendung in der Nuklearmedizin wegen der höheren Strahlenbelastung des Patienten Grenzen gesetzt sind. "Mangan lässt sich aber aus einem Isotopengemisch mit "Mangan nur unter sehr hohem Aufwand trennen.

Ziel der Erfindung ist daher ein Verfahren, durch das "Mangan auf relativ einfache Weise erhalten werden kann.

Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass ein vanadiumhaltiges Target mit 3Helium-Ionen beschossen wird.

"Mangan entsteht aus Vanadium durch 3He-Beschuss durch die folgenden Kernreaktionen:

S0V (3He, n) 52Mn; Q = 8,3 MeV 51V (3He, 2n) "Mn; Q = -2,7 MeV

50V und 51V sind im natürlichen Vanadium zu 0,25% beziehungsweise 99,75% enthalten. Gemäss einer besonders einfachen Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird daher einfach eine Vanadiumfolie als Target verwendet, das nach dem 3He-Beschuss in Säure gelöst wird. Aus der Lösung wird dann das "Mangan auf chemischem Wege isoliert.

Die zur Erzeugung des "Mangan geeignete Kernreaktion von Vanadium mit 3Helium-Ionen findet jedoch auch in

Gegenwart anderer Stoffe statt, so dass man auch von einem Target ausgehen kann, in dem Vanadium in einer Legierung oder einer chemischen Verbindung vorliegt, wobei die Begleitmaterialien allerdings keine Störreaktionen bei dem 3He-Beschuss ergeben dürfen.

Da "Mangan sowohl aus 50V als auch aus51V beim 3He-Beschuss entsteht, kann für die erfindungsgemässe "Mangan-Herstellung ein vanadiumhaltiges Target verwendet werden, dessen Vanadium eine von der natürlichen Isotopenverteilung aufweist. Besonders zweckmässig kann so ein 5lV-angereicher-tes Material benutzt werden, das als Abfallprodukt bei der Herstellung von angereichertem 50V anfällt. Ein gegebenenfalls verfügbares 50V-angereichertes Material wäre im Hinblick auf die begünstigt erscheinende (3He,n)-Reaktion erwünscht. Ganz allgemein dürfte jedoch 50V- beziehungsweise 51V-ange-reichertes Material wegen der geringen Verunreinigung durch Chrom als Target-Material günstig sein.

Aktivitätsmessungen unmittelbar nach der 3He-Bestrah-lung zeigen die Anwesenheit kurzlebiger Zwischenprodukte, wie 52mMangan, 51Mangan, 49Chrom und "Vanadium; nach einer angemessenen Wartezeit, die vorzugsweise auch vor der chemischen Trennoperation eingehalten wird, erkennt man die hohe Reinheit des "Mangan-Isotops.

Für den 3He-Beschuss des Targets werden insbesondere 3He-Ionen mit einer Energie von etwa 14 MeV verwendet.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Eine 0,25 mm dicke und 20 x 20 mm grosse Folie aus Vanadium wurde in einem Zyklotron mit 3Helium-Ionen von 14 MeV Energie mit einer Intensität von 500 nA 60 Minuten lang bestrahlt und dabei mit Wasser gekühlt. 10 Stunden nach dem Ende der Bestrahlung wurde die Vanadiumfolie in 5 ml 40%iger Salpetersäure gelöst. Die Lösung wurde mit 20 ml einer gesättigten Kaliumjodatlösung versetzt und gekocht, bis die Farbe von Grün nach Gelb umschlug. Die Lösung Hess man abkühlen, stellte mit Natriumhydroxidlösung auf pH = 10 ein und extrahierte sofort mit 40 ml 0,1 m 8-Hydroxychino-lin-Lösung in Chloroform. Die organische Phase wurde mit 20 ml einer mit Natriumhydroxid auf pH = 10 eingestellten wäss-rigen Lösung gewaschen.

Die organische Phase enthielt nur das gewünschte "Mangan, während alle anderen bei der Kernreaktion gebildeten Radionuklide in der wässrigen Phase zurückblieben.

Die Ausbeute an "Mangan betrug 6 uCi/uAh (6,2 • 107 s-'/C).

Die chemische Ausbeute des beschriebenen Trennverfahrens 24 Stunden nach Bestrahlungsende betrug etwa 50 bis 60%. Die mit einem y-Spektrometer vorgenommene Prüfung auf radiochemische Reinheit ergab weniger als

0,1% 54Mangan und

0,1% 5IChrom,

bezogen auf die Menge des erzeugten "Mangans.

Die Verunreinigung mit "Mangan entsteht durch Kernreaktion mit in sehr geringen Mengen im Target-Material enthaltenem Chrom und beträgt (zu Beginn) etwa 5 x 10~6% pro ppm Chrom. Bei Verwendung einer Vanadiumfolie technischer Qualität mit etwa 500 ppm Chrom erhält man also ein mit etwa 2,5 x 10~3% "Mangan verunreinigtes "Mangan, während ein aus sehr reinem Vanadium mit 2 ppm Chromgehalt hergestelltes Präparat nur 10~5% "Mangan enthält.

Das in Chloroform als Oxinat-Komplex gelöste "Mangan steht zur Weiterverarbeitung für radiochemische oder radiopharmazeutische Präparate zur Verfügung.

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