DE2321552B2

DE2321552B2 - Verfahren zur Gewinnung des Radioisotops tief 9 F hoch 18 in hochreiner Form und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2321552B2
Application number: DE19732321552
Authority: DE
Inventors: Samuel Barons Walnut Creek Beaudry; James Francis Albany Lamb; Dale Kenneth Martinez Wells; Harry Saul Lafayette Winchell
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: F Hoffmann La Roche AG
Priority date: 1972-04-26
Filing date: 1973-04-25
Publication date: 1975-10-23
Also published as: JPS5025118B2; FR2182135A1; DE2321552A1; CH566627A5; GB1395474A; JPS4967100A; FR2182135B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung des Radioisotops ₉F¹⁸ in hochreiner Form durch Bestrahlung von Neongas mit energiereichen Deuteronen in einer Reaktionskammer sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren zur Gewinnung von Radioisotopen durch Bestrahlung mit energiereichen Deuteronen sind in allgemeiner Art aus »Chemical Reviews«, Band 49, Nr. 2, Oktober 1951, Seiten 237 bis 272 bekannt. So wird die Neon-(Deuteron-, Alphateilchen)Fluor-18-Kernreaktion benutzt, die sich durch eine besonders hohe Ausbeute des Radionuklids auszeichnet. Hierbei bestrahlt man Neongasmoleküle innerhalb einer Reaktionszone mit energiereichen Deuteronen, wobei sich das Radioisotop ₉F¹⁸ und Alphateilchen als Reaktionsprodukte bilden. In der Vergangenheit hat sich herausgestellt, daß diese Reaktion auch zu einer Reihe unerwünschter strahlender Störsubstanzen führt und das ,,F¹⁸, wenn es aus Neon oder anderen Kernreaktionen hergestellt wird, an den Wänden der Reaktionskammer haften bleibt. Das Entfernen des Radionuklids aus der Kammer hat sich als schwierig herausgestellt und führte zur Bildung von kationischen Störsubstanzen in den ausgezogenen Reaktionsprodukten, von denen das ₉F^1S chemisch oder auf andere Weise getrennt werden mußte.

Ferner ist aus »Journal of Nuclear Medicine« Bd. 1? Nr 6(1971) Seiten 362/363, die Herstellung von F¹'* aus Neon über die Kernreaktion Ne²" (d, a) F"¹

xo in einer mit hartem Geräteglas (Pyrex) ausgekleideten Reaktionskammer bekanntgeworden. Das Entfernen des Radionuklids aus der Kammer ist schwierig und erfolgt mittels Waschen. Dabei ist es notwendig, vorhandene Verunreinigungen durch Hindurchleiten

durch kernsulfonierte Polystyrolharze von kugelformieem Korn (Dowex-50) abzutrennen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Gewinnung des Radioisotops ,F¹⁸ in hochreiner Form

durch Bestrahlung von Neongas mit energiereichen Deuteronen zu schaffen, bei dem das Radioisotop unter Vermeidung von beigemengten Störsubstanzen und ohne die Verwendung einer besonderen Trägersubstanz direkt aus der Reaktionskammer gewonnen

werden kann. ...

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelobt.

daß'das durch die Bestrahlung erzeugte Radioisotop

F¹⁸ in der Reaktionszone der Reaktionskammer auf

mindestens 500° C erhitzt und anschließend durch

Spülen der Reaktionszone mit einem trockenen Spülgas aus der Reaktionskammer entfernt wird.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird Neongas in eine Reaktionszone innerhalb einer nichtreagierenden Reaktionskammer eingeschlossen, dann

erhitzt und in einer Gasphase bei hoher Temperatur ausgezogen. Nach ausreichend langer Bestrahlung des Neongases auf dem für die Reaktion gewählten Energieniveau werden die Reaktionszone und das darin enthaltene Reaktionsprodukt „F¹⁸ auf eine hohe Tem-

peratur erhitzt; es wird angenommen, daß diese die van der Waalsschen Anziehungskräfte zwischen dem F¹⁸ und den Metallflächen der Reaktionskammer aufhebt. Das ₉F'⁸ wird dann durch Spülen der Reaktionszone mit einem trockenen Spülgas entfernt. Der

Gasausfluß der Kammer läßt sich direkt verwenden - beispielsweise zum Markieren von Pharmazeutika -oder durch Wasser blasen, um das Radioisotop „F'^K aus dem Gasstrom zu entfernen. Die bei der Bestrahlung gebildeten festen Störstoffe bleiben zurück. Nach

einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung besitzen die zur Bestrahlung verwendeten Deuteronen eine Energie von 12 bis 14 MeV und das Neongas wird etwa 60 min lang mit einer Deuteronenintensität von 25 μΑ bestrahlt.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird das durch die Bestrahlung erzeugte Radioisotop ,,F'⁸ in der Reaktionszone der Reaktionskammer auf 700 bis 900° C

erhitzt.
Schließlich kann das trockene Spülgas Wasserstoff sein.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskar.imer aus einem die Reaktionszone umschließenden Nickelrohr besteht, das an einer Seite mit einem Fenster abgeschlossen ist, durch welches die Bestrahlung der Neongasfüllung erfolgt, daß an der Außenfläche der Reaktionskammer Heizele-

mente zum Erhitzen der Reaktionszone angeordnet >ind, und daß an den einander gegenüberliegenden Enden der Reaktionskammer durch Ventile steuerbare Öffnungen für den Einlaß des Neon- und des trockenen Spülgases bzw. für den Auslaß des das erzeugte Radioisotop ₉F^IH enthaltenden Spülgases vorgesehen sind.

Durch die Erfindung kann das Radioisotop „F¹" in hochreiner Form gewonnen werden, so daß sich keine nachweisbaren Verunreinigungen mit anderen Radionukliden feststellen lassen, während Na²² und andere Radionuklide dann vorliegen, wenn die Targetwände mit Wassei gewaschen werden. Außerdem ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Wäsche nicht notwendig.

Die Figur ist eine schematische Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Figur zeigt eine Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung. Sie besteht aus einer langgestreckten rohrförmigen Reaktionskammer 1 mit einer darin befindlichen Reaktionszone 2. Die Reaktionskammer ist aus einem Rohr aus nichtreagierendem Metall - wie beispielsweise Nickel - mit Endflanschen hergestellt. Das mit einem Klemmring 4 befestigte Targetfenster 3 schließt das der Deuteronenstrahlquelle zugewandte Ende des Rohres ab. Ein mittels eines Zyklotrons erzeugter Strahl 5 energiereicher Deuteronen bestrahlt das Neongas in der Reaktionszone. Das andere ünde der Kammer wird von einer Nickeldeckplatte 6 abgeschlossen, durch deren Öffnung 7 die gasförmigen Reaktionsprodukte in einem Gasstrom - beispielsweise Wasserstoffgas - ausgezogen werden. Die Öffnung 7 steht über Leitungen mit nachfolgenden Anlagenteilen zur Weiterverarbeitung des Gases in Strömungsverbindung. Die Strömung der Ausfluügase wird durch ein fernbedientes Ventil 9 gesteuert, das die Öffnung 7 zur Leitung 8 öffnet bzw. schließt.

Der Flansch 10 an dem mit einem Targetfenster abgeschlossenen Ende der Reaktionskammer 1 hat eine Einlaßöffnung 11, durch die sich Neongas über ein Ventil 12 in die Reaktionszone einbringen läßt. In gleicher Weise wird durch das Ventil 13 ein Spülgas - wie z.B. Wasserstoffgas eingeführt, um die Reaktionsprodukte aus der Reaktionszone abzuführen. Auf der Außenfläche der Reaktionskammer sind Heizelemente 14, 15, 16 angeordnet, so daß die Reaktionszone und deren Inhalt nach der Kernreaktion erhitzt werden kann, um das Abziehen des ,F"¹ von

ίο den Kammerwänden und den Ausziehvorgang zu unterstützen. Eine für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens nützliche Vorrichtung besteht aus ein^r rohrförmigen Nickel-Reaktionskammer mit einer Länge von etwa einem Meter, einem Innendurchmesser von etwa 50 mm und einer Wanddicke von 6,35 mm. Das Targetfenster besteht aus einer Folie aus Nickel oder einer Ni-Co-Legierung und hat eine Dicke von 25 bis 50 /im. Das Fenster wird durch einen unmittelbar über seine Außenfläche streichenden Luftstrom gekühlt.

Das Neongas wird in die Reaktionszone etwa bei Raumtemperatur und einem Druck von 1.4 bis 3,5 atü eingeführt. Eine Bestrahlung des Neongases mit Deuteronen bei einem Energieniveau von 12 bis 14 MeV über einen Zeitraum von 60 Minuten bei 25 Mikroampere erzeugt etwa 400 bis 500 mCi des Radioisotops ₉F'^H. Strahlströme von bis zu 80 Mikroampere sind mit diesem Targetsystem erfolgreich verwendet worden. Die Heizelemente erhitzen die Reaktionszone und ihren. Inhalt auf Temperaturen von mehr als 500 ' C und vorzugsweise im Bereich von 700 bis 900° C. Die Haftung des Radioisotops ,F"¹ an den Wänden der Reaktionskammer wird hierbei erheblich reduziert. Eine trockene Wasserstoff gasströmung von

2 bis 50 l/min bei 0.1 K atü spült das Radioisotop ₉F^1K wirkungsvoll aus der Kammer aus. Die mittlere Ausbeute beträgt 10 bis 20 mCi ,,F"¹ pro Mikroamperestunde. Das so erzeugte Radioisotop ^F^1N ist von sehr hoher Reinheit und weist im wesentlichen keinerlei strahlende Störsubstanzen auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung des Radioisotops „F¹⁸ in hochreiner Form durch Bestrahlung von Neongas mit energiereichen Deuteronen in einer Reaktionskammer, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Bestrahlung erzeugte Radioisotop ₉F'^S in der Reaktionszone der Reaktionskammer auf mindestens 500° C erhitzt und anschließend durch Spülen der Reaktionszone mit einem trockenen Spülgas aus der Reaktionskammer entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bestrahlung verwendeten Deuteronen eine Energie von 12 bis 14 MeV besitzen und das Neongas etwa 60 min lang mit einer Deuteronenintensität von 25 μΑ bestrahlt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das durch die Bestrahlung erzeugte Radioisotop ₉F^l(i in der Reaktionszone der Reaktionskammcr auf 700 bis 900° C erhitzt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene Spülgas Wasserstoff ist.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dali die Reaktionskammer (1) aus einem die Reaktionszone (2) umschließenden Nickelrohr besteht, das an einer Seite mit einem Fenster (3) abgeschlossen ist, durch welches die Bestrahlung der Neongasfüllung erfolgt, daß an der Außenfläche der Reaktionskammer (1) Heizelemente (14, 15, 16) zum Erhitzen der Reaktionszone (2) angeordnet sind, und daß an den einander gegenüberliegenden Enden der Reaktionskammer (1) durch Ventile (12,13; 9) steuerbare öffnungen (11; 7) für den E^:nlaß des Neon- und des trockenen Spülgases bzw. für den Auslaß des das erzeugte Radioisotop ₉F"* enthaltenden Spülgases vorgesehen sind.