CN101183153A - 放射性核素碘-125核纯度快速测定装置和方法 - Google Patents

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郑平
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Abstract

本发明涉及一种放射性核素碘－125核纯度快速测定装置和方法，该装置包括样品室、能量甄别屏蔽容器、多道能谱仪及专用铅屏蔽装置，还包括采用铅或铁高密度材料的能量甄别屏蔽室，铅屏蔽层厚度为0.5～1.0mm，铁屏蔽层厚度为10mm，所述的多道能谱仪采用能量分辨低的碘化钠NaIγ谱仪。本发明测定方法，包括(1)将碘－125用能量甄别屏蔽容器全屏蔽；(2)进行碘－126核素鉴别及特征光子能量选择；(3)接着用SPAN/Win NaI碘化钠γ射线谱分析测得结果，测定碘－126的含量百分比。本发明使碘－125籽源生产企业能用价廉、维护要求低的能谱仪及一种射线能量甄别技术，快速、精确测定低含量杂质核素的含量百分比，其投资少、日常维护方便。

Description

放射性核素碘-125核纯度快速测定装置和方法
技术领域
本发明属核纯度检测技术领域，特别是涉及一种放射性核素碘-125核纯度快速测定装置和方法。
背景技术
反应堆热中子束照射天然同位素氙-124[124Xe]生成放射性核素碘-125[125I]，它发射低能光子(平均能量28Kev)，半衰期约60天，属短半衰期放射性核素。据此特点配制成的各类化学制剂广泛应用于各领域，在核医药界已大量应用于疾病诊断和治疗，上世纪八十年代初，国外应用由125I制成的密封籽源治疗癌症，部分替代常规用钴-60(60Co)的体外放疗，其优点是：前者治疗时籽源直接植入体内肿瘤部位杀伤癌细胞，因其射线能量低射程短，射线只杀伤肿瘤所在细胞，对周界正常细胞损伤少，不良反应小；同时由于籽源大小仅φ0.8×4.5mm，可针刺皮下植入，不必开刀；而且利用其寿命短的特点，一次植入后不必取出。经约2年衰变，籽源放射性活度已降至甚低，已无辐射危害。
上世纪九十年代后期，国内引入此治疗技术，并开始生产该籽源，用于各类实体肿瘤治疗，效果良好，发展较快，国内有多家企业生产该籽源，同时，已列入医保范畴，前景很好。
用碘-125籽源体内放疗，对碘-125核素质量要求高，其中对核纯度的质量要求，碘-125所含杂质核素碘-126应低于万分之一。理由是：植入体内的籽源，若发射高能射线(能量从390Kev到750Kev)的126I含量过大，其射线将穿透肿瘤部位额外照射周围正常组织，造成不必要的辐射损伤；另外，较强的高能射线，对防护带来一定困难。
放射性杂质核素含量通常用放射性活度计和能谱分析仪共同测量。方法是取一定活度测样用活度计测出活度值再置于能谱仪测杂质核素发射的光子能谱，选择其中某一特征能量的光子发射强度，与测样主核素活度值一起求得杂质核素含量百分比，从而得到主核素的核纯度。但若杂质核素含量低于万分之一时，由于能谱仪计数分辨时间的限制，测样活度一般不超过数十微居，否则计数损失大，数据不准确，而数十微居主核素中所含杂质核素活度微乎其微，需要用稳定度很高的能谱仪长时间测量才能累积到足够的计数供分析，这对于频繁使用这种核素作为生产原料的企业进行质量检验是不现实的；同时，测能谱通常使用高分辨半导体能谱仪，其价格昂贵，日常维护要求高，资金少、技术力量薄弱的企业亦难以接受。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是使碘-125籽源生产企业能用价廉、维护要求低的能谱仪及一种射线能量甄别技术，快速、精确测定低含量杂质核素的含量百分比。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种放射性核素碘-125核纯度快速测定装置，包括样品室、能量甄别屏蔽容器、多道能谱仪及专用铅屏蔽装置，还包括采用铅或铁高密度材料的能量甄别屏蔽室，铅屏蔽层厚度为0.5～1.0mm，铁屏蔽层厚度为10mm，所述的多道能谱仪采用能量分辨低的碘化钠Nalγ谱仪。
所述的碘化钠Nalγ谱仪选用RSM4096多道γ谱仪。
一种放射性核素碘-125核纯度快速测定方法，包括下列步骤：
(1)将碘-125用能量甄别屏蔽容器全屏蔽；
(2)进行碘-126核素鉴别及特征光子能量选择；
(3)接着用SPAN/Win Nal碘化钠γ射线谱分析测得结果，测定碘-126的含量百分比。
其中步骤(2)包括在Nal谱仪上测得的碘-126发射能谱图，并选择670Kev这一能量的光子为测量依据。
本发明的原理包括：射线能量甄别技术——主核素碘-125发射平均能量为28Kev低能光子，杂质核素碘-126发射能量(390～750)Kev高能光子，二者能量差别大。用射线能量甄别技术阻挡低能光子不被能谱仪探测到，从而可使测样活度大大增加(可增加到500毫居以上)，而谱仪仍能正常工作。杂质核素活度随之亦增加，便于短时间内测出结果，但又要保证高能光子被阻挡少。该技术是将测样置于对低能光子屏蔽足够的金属容器内，厚度(0.5～1.0)mm铅质容器或厚度约10mm铁质容器可满足要求，对感兴趣的高能光子仅减弱20％左右。即本发明用高密度材料(铅、铁)屏蔽甄别掉28Kev低能光子，使其不进入谱仪探测系统，而高能光子可穿透屏蔽层被探测记录分析。屏蔽层是厚度足够的金属容器，测样置于容器内。可全阻挡掉活度1000毫居以上的碘-125。而仅吸收(10～40)％的高能光子。
碘-126核素鉴别及特征光子能量选择——鉴别碘-126的依据是它发射四条光子，其能量分别是390Kev(分支比34.2％)、490Kev(分支比2.4％)、670Kev(分支比32.4％)、750Kev(分支比4.0％)，测定其中1～2条光子能量及发射强度，可鉴别碘-126及其活度。本发明选择670Kev这一能量的光子为测量依据，理由是已知活度的标准铯-137(137Cs)放射源发射单纯662Kev射线效率，可作为670Kev的探测效率，根据测量时间段内对此能量的计数率、探测效率等可进行计算得到碘-126活度。
多道能谱仪选择——为了测量670Kev能量的发射强度，需用能谱仪测碘-126发射的能谱，并挑出670Kev。由于碘-126发射的四条光子，能量间隔较大，而作为分析用的670Kev能量，发射分支比高(32.4％)，其相邻二条分支比不足4％，对其边界影响小，因此可以用能量分辨率低(FWHM约10％)、低价格、日常保养简单的碘化钠(Nal)多道γ谱仪正确测到670Kev的发射强度，不必用价格昂贵、维护保养技术要求高的高分辨谱仪。测量用“Amca数据采集仿真系统”；分析用“SPAN/Win Nal碘化钠γ射线谱分析系统”。
本发明采用射线能量甄别技术配以低廉碘化钠(Nal)多道能谱仪，可在数十秒时间内快速、精确测定碘-126低达百万分之一以下的含量百分比。而测样(碘-125)活度可高达500毫居以上，仪器仍能正常工作。该发明投资少、日常维护方便，适用于资金少、技术力量薄弱，而使用碘-125频繁的核技术应用行业。
附图说明
图1为样本标准检测图。
图中：实时间：103  活时间：93  高压：650  放大：3.45
图2为碘【126I】-126能谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
将测样置于铅屏蔽层厚度为0.5mm或1.0mm或铁屏蔽层厚度为10mm的容器内，如图1所示，是活度高达557毫居碘-125全屏蔽后在Nal谱仪上的Amca数据采集系统测到的碘-126发射能谱图，可清楚分辨出二个分支比高的能量，即标记(I)的390Kev和标记(II)的670Kev，分支比小的490Kev和750Kev分列在670Kev二侧，对其影响不大。测量时间仅103秒。如图2所示，用SPAN/Win Nal碘化钠γ射线谱分析系统对附图1的分析结果。数据表明，在很短时间(100秒)内可精确测定低于百万分之一(10-6)碘-126的含量百分比。
如图1所示：图中：
Nal(125I)-NaOH测样，碘【126I】-125活度557.1mCi.
样品测量活时间93秒。
能量峰(1)为放射性杂质碘【126I】-126特征能量390Kev(分支比34.2％)能量峰(2)为放射性杂质碘【126I】-126特征能量670Kev(分支比32.4％)(该能量峰下计数率、分支比及探测效率可直接换算成杂质碘【126I】-126活度)
图2中数据表格如下：
序号   峰位(CH) 能量(keV) 峰面积(C) FWHM(％)
    1     46.5     54.48     24094     32.18
    2     121.1     171.02     7653     21.03
    3     151.5     218.44     7065     14.27
    4     181.6     265.33     113     4.35
    5     265.1     394.79     103527     10.45
    6     317.7     476.06     194     1.93
    7     339.3     509.28     4921     11.84
    8     415.1     680.83     80104     8.18
    9     503.7     761.2     1035     4.5
    10     574     868.03     105     1.23
    11     584.4     883.86     102     2.11
    12     607.1     918.24     110     2.06

Claims (4)

1.一种放射性核素碘-125核纯度快速测定装置，包括样品室、能量甄别屏蔽容器、多道能谱仪及专用铅屏蔽装置，其特征在于：还包括采用铅或铁高密度材料的能量甄别屏蔽室，铅屏蔽层厚度为0.5～1.0mm，铁屏蔽层厚度为10mm，所述的多道能谱仪采用能量分辨低的碘化钠Nalγ谱仪。
2.根据权利要求1所述的一种放射性核素碘-125核纯度快速测定装置，其特征在于：所述的碘化钠Nalγ谱仪选用RSM4096多道γ谱仪。
3.根据权利要求1所述的一种放射性核素碘-125核纯度快速测定方法，包括下列步骤：
(1)将碘-125用能量甄别屏蔽容器全屏蔽；
(2)进行碘-126核素鉴别及特征光子能量选择；
(3)用SPAN/Win Nal碘化钠γ射线谱分析测得结果，测定碘-126的含量百分比。
4.根据权利要求3所述的一种放射性核素碘-125核纯度快速测定方法，其特征在于：步骤(2)包括在Nal谱仪上测得的碘-126发射能谱图，并选择670Kev这一能量的光子为测量依据。
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