RU2538398C1 - Method of producing strontium-82 radioisotope - Google Patents
Method of producing strontium-82 radioisotope Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538398C1 RU2538398C1 RU2013134270/07A RU2013134270A RU2538398C1 RU 2538398 C1 RU2538398 C1 RU 2538398C1 RU 2013134270/07 A RU2013134270/07 A RU 2013134270/07A RU 2013134270 A RU2013134270 A RU 2013134270A RU 2538398 C1 RU2538398 C1 RU 2538398C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- target
- mev
- isotope
- radiochemical
- radioisotope
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Particle Accelerators (AREA)
- Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии получения радиоизотопов для ядерной медицины на ускорителях заряженных частиц.The invention relates to a technology for producing radioisotopes for nuclear medicine on charged particle accelerators.
В настоящее время одним из наиболее перспективных и динамично развивающихся направлений ядерной медицины является кардиодиагностика на основе метода позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).At present, one of the most promising and dynamically developing areas of nuclear medicine is cardiac diagnostics based on the method of positron emission tomography (PET).
В последнее время, главным образом в США, получила развитие ПЭТ технология, основанная на применении 82Sr-82Rb изотопных генераторов.Recently, mainly in the USA, PET technology has been developed based on the use of 82 Sr- 82 Rb isotope generators.
В нашей стране в связи с планируемым строительством ПЭТ центров указанный изотопный генератор должен также найти широкое применение.In our country, in connection with the planned construction of PET centers, the indicated isotope generator should also find wide application.
Получаемый в изотопном генераторе рубидий, являясь физиологическим аналогом калия, при введении в организм пациента преимущественно локализуется в миокарде.Obtained in the isotopic generator of rubidium, being a physiological analogue of potassium, when introduced into the patient's body, it is mainly localized in the myocardium.
Указанный генератор - компактен, может быть легко доставлен в любую клинику, в том числе на большие расстояния, и эксплуатироваться достаточно длительное время. При этом нет необходимости иметь и эксплуатировать в клинике циклотрон (громоздкое и дорогостоящее оборудование, требующее специального помещения и обслуживающего персонала).The specified generator is compact, can be easily delivered to any clinic, including over long distances, and can be used for quite a long time. At the same time, there is no need to have and operate a cyclotron in the clinic (bulky and expensive equipment that requires special facilities and maintenance personnel).
Настоящее изобретение может быть использовано для производства радиоизотопа 82Sr в практически значимых количествах на стандартных, относительно дешевых в эксплуатации и достаточно широко распространенных в мире ускорителях протонов средних энергий (Ер≤30÷40 МэВ). (В настоящее время 82Sr производят на ускорителях высоких энергий (Ep≈100÷800 МэВ), предназначенных для фундаментальных исследований.)The present invention can be used for the production of 82 Sr radioisotope in practically significant quantities on standard, relatively inexpensive to operate and fairly widespread proton accelerators of medium energies (E p ≤30 ÷ 40 MeV). (At present, 82 Sr is produced at high-energy accelerators (E p ≈100 ÷ 800 MeV), intended for basic research.)
Традиционные методы получения циклотронных радиоизотопов предполагают в каждом цикле производства использование последовательности технологических операций, осуществляемых, как правило, в ручном режиме: изготовление и монтаж одноразовой мишени на ионопроводе ускорителя, демонтаж облученной мишени, механическое вскрытие мишени, растворение активного вещества. Все эти операции достаточно трудоемки, дорогостоящи и должны проводиться в специальных условиях. В отличие от традиционных методов предлагаемый способ получения 82Sr позволяет достаточно просто автоматизировать процедуру извлечения 82Sr из мишени в непрерывном режиме во время наработки, исключив из процедуры выделения стронция из мишени трудоемкие и дорогостоящие операции радиохимического передела, свойственные другим методам.Traditional methods for producing cyclotron radioisotopes involve the use of a sequence of technological operations in each production cycle, usually carried out in manual mode: manufacturing and mounting a disposable target on the accelerator’s ion duct, dismantling the irradiated target, opening the target mechanically, dissolving the active substance. All these operations are quite time-consuming, expensive and must be carried out in special conditions. Unlike traditional methods, the proposed method for producing 82 Sr allows one to quite easily automate the process of extracting 82 Sr from the target in a continuous mode during operating time, eliminating the laborious and expensive radiochemical redistribution operations characteristic of other methods from the procedure for strontium extraction.
Предшествующий уровень техникиState of the art
В настоящее время 82Sr получают облучением протонами (Ep≈100÷800 МэВ) твердотельных мишеней из молибдена, металлического рубидия или его соединений на ускорителях высоких энергий.At present, 82 Sr are produced by proton irradiation (E p ≈100–800 MeV) of solid targets from molybdenum, metallic rubidium, or its compounds at high-energy accelerators.
Известен способ получения 82Sr по реакции Mo(p,spallation) (Thomas K.E. Strontium-82 Production at Los Alamos National Laboratory. - Applied Radiation and Isotopes, 1987, v.38, №3, p.p.175-180). Мишени из металлического молибдена диаметром 1.9-6.4 см, толщиной 1.25÷1.9 см облучали пучками протонов энергией 800 МэВ. В результате реакции скалывания образовывался 82Sr. Длительность облучения различных мишеней составляла от 2 до 30 суток. Номинальный ток пучка протонов - 500 мкА. Затем мишени растворяли в смеси азотной и фосфорной кислоты в присутствии перекиси водорода. После чего многоступенчатым химическим переделом выделяли 82Sr.A known method of producing 82 Sr by the reaction of Mo (p, spallation) (Thomas KE Strontium-82 Production at Los Alamos National Laboratory. - Applied Radiation and Isotopes, 1987, v. 38, No. 3, pp175-180). Targets made of metal molybdenum with a diameter of 1.9–6.4 cm and a thickness of 1.25–1.9 cm were irradiated with proton beams with an energy of 800 MeV. As a result of the cleavage reaction, 82 Sr. was formed. The duration of irradiation of various targets ranged from 2 to 30 days. The nominal current of the proton beam is 500 μA. Then the targets were dissolved in a mixture of nitric and phosphoric acid in the presence of hydrogen peroxide. After that, 82 Sr. was isolated by a multi-stage chemical redistribution
Этот способ имеет существенные недостатки, заключающиеся в следующем:This method has significant disadvantages, which are as follows:
- для получения 82Sr используется уникальная дорогостоящая установка, в основном предназначенная для фундаментальных исследований: мезонная фабрика Лос-Аламосской национальной лаборатории США;- To obtain 82 Sr, a unique and expensive installation is used, mainly intended for basic research: the meson factory of the Los Alamos National Laboratory of the USA;
- технология основана на использовании одноразовой мишени;- the technology is based on the use of a disposable target;
- наряду со 82Sr в мишени образуется большое количество радиоактивных примесей;- along with 82 Sr, a large amount of radioactive impurities is formed in the target;
- выделение 82Sr сопряжено с необходимостью проведения многоступенчатого радиохимического передела мишени и утилизацией большого количества радиоактивных отходов;- the release of 82 Sr is associated with the need for multi-stage radiochemical redistribution of the target and the disposal of a large amount of radioactive waste;
- высокое содержание в целевом продукте основной мешающей примеси 85Sr, активность которой сопоставима с активностью целевого продукта.- high content in the target product of the main interfering impurity 85 Sr, the activity of which is comparable to the activity of the target product.
Известно, что одним из существенных факторов, определяющих качество 82Sr, является его радионуклидная чистота. Основные радионуклидные примеси - 83Sr и 85Sr. Активность 83Sr может быть в значительной степени снижена выдержкой облученной мишени (T1|2=32.4 часа для 83Sr). Что же касается долгоживущего 85Sr (T1|2=64.73 дня), то его присутствие в 82Sr значительно увеличивает дозовую нагрузку на пациента и медперсонал и осложняет проведение исследований ПЭТ методом (при частичном «проскоке» стронция в разделительной колонке 82Sr-82Rb изотопного генератора), так как 85Sr имеет интенсивную линию Eγ=514 кэВ, близкую к аннигиляционной линии 82Rb (Eγ=511 кэВ). Кроме того, присутствие 85Sr существенно повышает требования к радиационной защите 82Sr-82Rb изотопного генератора и уменьшает срок его службы до перезарядки.It is known that one of the significant factors determining the quality of 82 Sr is its radionuclide purity. The main radionuclide impurities are 83 Sr and 85 Sr. The activity of 83 Sr can be significantly reduced by the exposure of the irradiated target (T 1 | 2 = 32.4 hours for 83 Sr). As for the long-lived 85 Sr (T 1 | 2 = 64.73 days), its presence in 82 Sr significantly increases the dose load on the patient and the medical staff and complicates the PET studies (with partial “breakthrough” of strontium in the 82 Sr- 82 separation column Rb of the isotope generator), since 85 Sr has an intense line E γ = 514 keV, close to the annihilation line 82 Rb (E γ = 511 keV). In addition, the presence of 85 Sr substantially increases the radiation protection requirements of the 82 Sr- 82 Rb isotope generator and reduces its service life before recharging.
Известен способ получения 82Sr по реакции Rb(p,xn) на мишени из металлического рубидия (Жуйков Б.Л., Коханюк В.М., Глушенко В.Н. и др. Получение стронция-82 из мишени металлического рубидия на пучке протонов с энергией 100 МэВ. - Радиохимия, 1994, том 36, стр.494-498). Мишени из металлического рубидия представляли собой диски диаметром 30 мм и толщиной 11 мм, заключенные в герметичные оболочки из нержавеющей стали. Толщина входного окна оболочки составляла 0.13-0.2 мм. Оболочки заряжались металлическим рубидием в боксе в инертной атмосфере. Для этого рубидий в ампуле разогревали электропечью до 80-90°С, отбирая жидкий рубидий с помощью медицинского шприца, вводили жидкий металл через штуцер в оболочку. Облучение мишеней проводили на линейном ускорителе пучком протонов с энергией 100 МэВ при токах пучка 6-10 мкА. Длительность облучения достигала 10 суток. Технология переработки мишени включала механическое вскрытие кассеты и растворение мишени в изобутаноле, разрушение образующегося при растворении мишени изобутонолята рубидия и отделение органической фазы путем отгонки, отделение изотопов стронция от рубидия на ионообменной колонке.A known method of producing 82 Sr by the reaction of Rb (p, xn) on targets from metal rubidium (Zhuikov B. L., Kokhanyuk V. M., Glushenko V. N. and others. Obtaining strontium-82 from a target metal rubidium in a proton beam with an energy of 100 MeV. - Radiochemistry, 1994, Volume 36, pp. 494-498). The targets made of metal rubidium were disks with a diameter of 30 mm and a thickness of 11 mm, enclosed in sealed stainless steel shells. The thickness of the entrance window of the shell was 0.13-0.2 mm. The shells were charged with metallic rubidium in a box in an inert atmosphere. To do this, rubidium in an ampoule was heated by an electric furnace to 80-90 ° C, taking liquid rubidium with a medical syringe, liquid metal was introduced through a nozzle into the shell. Target irradiation was carried out on a linear accelerator with a proton beam with an energy of 100 MeV at beam currents of 6–10 μA. The exposure time reached 10 days. The technology for processing the target included mechanical opening of the cartridge and dissolution of the target in isobutanol, destruction of the rubidium isobutonolate formed during dissolution of the target and separation of the organic phase by distillation, separation of strontium isotopes from rubidium on an ion-exchange column.
К недостаткам данного способа, как и в предыдущем примере, можно отнести:The disadvantages of this method, as in the previous example, include:
- использование для получения 82Sr дорогостоящего ускорителя высоких энергий (линейный ускоритель ИЯИ РАН, г. Троицк);- use for the production of 82 Sr of an expensive high-energy accelerator (linear accelerator of the INR RAS, Troitsk);
- достаточно сложна процедура изготовления мишени;- rather complicated procedure for manufacturing the target;
- технология основана на использовании одноразовой мишени;- the technology is based on the use of a disposable target;
- выделение 82Sr сопряжено с необходимостью проведения многоступенчатого радиохимического передела мишени;- the allocation of 82 Sr is associated with the need for multi-stage radiochemical redistribution of the target;
- высокое содержание в целевом продукте основной мешающей примеси 85Sr, активность которой сопоставима с активностью целевого продукта.- high content in the target product of the main interfering impurity 85 Sr, the activity of which is comparable to the activity of the target product.
Кроме того, существенным недостатком данного способа следует считать высокую потенциальную взрывоопасность, обусловленную использованием металлического рубидия.In addition, a significant disadvantage of this method should be considered a high potential explosion hazard due to the use of metallic rubidium.
Известен способ получения 82Sr в реакциях Kr(α,xn) и Kr(3Не,xn) при облучении ускоренными пучками α-частиц или 3Не мишени из природного криптона (Tarkanyi F., Qaim S.M., Stocklin G. Excitation Functions of 3He- and α-Particle Induced Nuclear Reactions on Natural Krypton: Production of 82Sr at a Compact Cyclotron. - Applied Radiation and Isotopes, 1988, v.39, №2, p.p.135-143). При использовании в качестве мишени природного криптона и ускоренных α-частиц или 3Не с начальной энергией 60÷80 МэВ наработка 82Sr возможна на всех изотопах Kr за исключением 78Kr. Однако наработка 82Sr на каждом из изотопов при использовании природного криптона не оптимальна, так как величины сечений ядерных реакций, приводящих к образованию 82Sr на каждом из изотопов криптона, изменяются в широком диапазоне (от 0 до σmax) в энергетическом интервале торможения в мишени заряженных частиц.A known method of producing 82 Sr in the reactions Kr (α, xn) and Kr (3He, xn) when irradiated with accelerated beams of α particles or 3He targets from natural krypton (Tarkanyi F., Qaim SM, Stocklin G. Excitation Functions of 3 He- and α-Particle Induced Nuclear Reactions on Natural Krypton: Production of 82 Sr at a Compact Cyclotron. - Applied Radiation and Isotopes, 1988, v. 39, No. 2, pp135-143). When using natural krypton and accelerated α particles or 3He with an initial energy of 60–80 MeV as a target, the production of 82 Sr is possible on all Kr isotopes except 78 Kr. However, the 82 Sr production time on each of the isotopes using natural krypton is not optimal, since the cross sections for nuclear reactions leading to the formation of 82 Sr on each of the krypton isotopes vary over a wide range (from 0 to σ max ) in the energy range of drag in the target charged particles.
К недостаткам данного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:
- относительно низкий выход 82Sr в мишени из природного криптона;- a relatively low yield of 82 Sr in the target from natural krypton;
- высокое содержание в целевом продукте основной мешающей примеси 85Sr, активность которой сопоставима с активностью целевого продукта.- high content in the target product of the main interfering impurity 85 Sr, the activity of which is comparable to the activity of the target product.
Известен способ получения радиоизотопа 82Sr по реакциям 80,82,83,84,86Kr(α,xn)82Sr либо 80,82,83,84,86Kr(3Не,xn)82Sr (Загрядский В.А., Латушкин С.Т., Новиков В.И., Оглоблин А.А., Унежев В.Н., Чувилин Д.Ю., Шатров А.В., Ярцев Д.И.; Патент №2441290 от 27.01.2012 г. "Способ получения радиоизотопа стронций-82"). Способ включает облучение на циклотроне или линейном ускорителе пучком α-частиц или ядер 3Не каскадной мишени, состоящей из модулей с изотопами криптона, расположенными последовательно, в порядке убывания их атомных масс по направлению пучка ускоренных частиц, и накопление в ней в процессе одной или нескольких пороговых ядерных реакций 80,82,83,84,86Kr(α,xn)82Sr или, соответственно, одной или нескольких пороговых ядерных реакций 80,82,83,84,86Kr(3Не,xn)82Sr целевого радиоизотопа 82Sr.A known method of producing a radioisotope 82 Sr by the reactions of 80.82.83.84.86 Kr (α, xn) 82 Sr or 80.82.83.84.86 Kr (3Не, xn) 82 Sr (Zagryadsky V.A., Latushkin S.T., Novikov V.I., Ogloblin A.A., Unezhev V.N., Chuvilin D.Yu., Shatrov A.V., Yartsev D.I .; Patent No. 2441290 of January 27, 2012 . "A method of obtaining a radioisotope of strontium-82"). The method includes irradiating at the cyclotron or linear accelerator with a beam of α particles or 3H nuclei a cascade target consisting of modules with krypton isotopes arranged in series, in decreasing order of their atomic masses in the direction of the accelerated particle beam, and accumulating in it one or several threshold particles nuclear reactions 80.82.83.84.86 Kr (α, xn) 82 Sr or, respectively, one or more threshold nuclear reactions 80.82.83.84.86 Kr (3He, xn) 82 Sr of the target radioisotope 82 Sr .
К недостаткам данного способа можно отнести эксплуатационные ограничения оптимальной по выходу 82Sr каскадной мишени, состоящие в необходимости жесткого согласования длины модулей с изотопами криптона с током пучка и давлением газа в них. Необходимость указанного согласования связана с появлением градиента плотности газа в мишени под действием пучка заряженных частиц и, как результат, изменением оптимальных длин пробега в модулях каскадной мишени.The disadvantages of this method include the operational limitations of the 82 Sr optimal cascade target, consisting in the need for tight matching of the length of the modules with krypton isotopes with the beam current and gas pressure in them. The need for this coordination is associated with the appearance of a gas density gradient in the target under the action of a beam of charged particles and, as a result, a change in the optimal path lengths in the modules of the cascade target.
В качестве прототипа выбран способ получения 82Sr по реакции Rb(p,xn) на мишени из хлорида рубидия (Mausner L.F., Prach Т., Srivastava S.C. Production of 82Sr by Proton Irradiation of RbCl. - Applied Radiation and Isotopes, 1987, v.38, №3, p.p.181-184). С целью дегидратации хлорид рубидия выдерживали в вакууме в течение 48 часов, затем прессовали с усилием 75 тонн в 35 г. таблетку 0.81 см толщиной и 4.44 см диаметром. Таблетка из хлоридом рубидия помещалась в капсулу из нержавеющей стали и заваривалась в вакууме электронным лучом. Затем капсула с хлоридом рубидия облучалась протонами на ускорителе Брукхевенской национальной лаборатории, позволяющем ускорять протоны до энергии 200 МэВ. Ток пучка протонов составлял 45 мкА. После облучения капсулу транспортировали в защитном контейнере в горячую лабораторию и через 6 дней выдержки вскрывали. Затем хлорид рубидия растворяли в 100 мл 0.1 М NH4OH:0.1 M NH4Cl и после многоступенчатого радиохимического передела выделяли 82Sr.As a prototype, a method for producing 82 Sr by the reaction of Rb (p, xn) on targets from rubidium chloride (Mausner LF, Prach T., Srivastava SC Production of 82 Sr by Proton Irradiation of RbCl. - Applied Radiation and Isotopes, 1987, v .38, No. 3, pp181-184). For the purpose of dehydration, rubidium chloride was kept in vacuum for 48 hours, then a tablet of 0.81 cm thick and 4.44 cm in diameter was pressed with a force of 75 tons in 35 g. A rubidium chloride tablet was placed in a stainless steel capsule and sealed in a vacuum with an electron beam. Then, the capsule with rubidium chloride was irradiated with protons at the accelerator of the Brookhaven National Laboratory, which allows accelerating protons to an energy of 200 MeV. The proton beam current was 45 μA. After irradiation, the capsule was transported in a protective container to a hot laboratory and after 6 days the extracts were opened. Then rubidium chloride was dissolved in 100 ml of 0.1 M NH 4 OH: 0.1 M NH 4 Cl and 82 Sr. was isolated after multistage radiochemical redistribution.
К недостаткам данного способа можно отнести:The disadvantages of this method include:
- использование для получения 82Sr дорогостоящего ускорителя высоких энергий;- the use to obtain 82 Sr of an expensive high-energy accelerator;
- достаточно сложна процедура изготовления мишени;- rather complicated procedure for manufacturing the target;
- технология основана на использовании одноразовой мишени;- the technology is based on the use of a disposable target;
- из-за плохой теплопроводности хлорида рубидия при токах выше нескольких мкА возможен перегрев в центре мишени и сублимация хлорида рубидия, что приводит к уменьшению эффективной толщины мишени и, соответственно, выхода целевого продукта;- due to the poor thermal conductivity of rubidium chloride at currents above a few μA, overheating in the center of the target and sublimation of rubidium chloride is possible, which leads to a decrease in the effective thickness of the target and, accordingly, the yield of the target product;
- выделение 82Sr сопряжено с необходимостью проведения многоступенчатого радиохимического передела мишени;- the allocation of 82 Sr is associated with the need for multi-stage radiochemical redistribution of the target;
- высокое содержание в целевом продукте основной мешающей примеси 85Sr, активность которой сопоставима с активностью целевого продукта.- high content in the target product of the main interfering impurity 85 Sr, the activity of which is comparable to the activity of the target product.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническими результатами являются:Technical results are:
1) Возможность производить 82Sr в принципиально иной (отличной от традиционной) области энергий протонов (Ер≤30÷40 МэВ), что позволяет применять для производства 82Sr принципиально иной класс установок: стандартные, относительно дешевые в эксплуатации и достаточно широко распространенные в мире циклотроны с Ер≤30÷40 МэВ.1) The ability to produce 82 Sr in a fundamentally different (different from the traditional) range of proton energies (E p ≤30 ÷ 40 MeV), which allows the use of a fundamentally different class of plants for the production of 82 Sr: standard, relatively cheap to operate, and quite widespread in world cyclotrons with E p ≤30 ÷ 40 MeV.
2) Возможность значительно повысить интегральный выход 82Sr при использовании известной схемы наработки по реакции Rb(p,xn)82Sr на ускорителях с Ер=70÷100 МэВ за счет дополнительного использования протонов с Ер<40 МэВ (порога реакции Rb(p,xn)82Sr) для наработки 82Sr по реакции 84Sr(р,3n)82Y→82Sr (каскадная мишень).2) The ability to significantly increase the integral yield of 82 Sr using the well-known operating time for the reaction Rb (p, xn) 82 Sr in accelerators with E p = 70 ÷ 100 MeV due to the additional use of protons with E p <40 MeV (reaction threshold Rb ( p, xn) 82 Sr) to produce 82 Sr by the reaction 84 Sr (p, 3n) 82 Y → 82 Sr (cascade target).
3) Использование многоразовой мишени, позволяющей исключить затраты на изготовление новых мишеней для каждого нового цикла облучения.3) The use of a reusable target, eliminating the cost of manufacturing new targets for each new irradiation cycle.
4) Возможность относительно просто автоматизировать выделение 82Sr, отказавшись от классических технологических операций, реализуемых при радиохимическом переделе мишени, и осуществляемых, как правило, в ручном режиме.4) The ability to relatively easily automate the allocation of 82 Sr, abandoning the classical technological operations implemented during radiochemical redistribution of the target, and carried out, as a rule, in manual mode.
5) Значительное снижение по сравнению с прототипом основной мешающей активности 85Sr.5) A significant decrease compared with the prototype of the main interfering activity of 85 Sr.
Для достижения указанных результатов предложен способ получения радиоизотопа 82Sr, включающий облучение мишени протонами и выделение 82Sr из облученной мишени, при этом в качестве мишени берут изотоп 84Sr, в процессе облучения которого в результате пороговой ядерной реакции 84Sr(p,3n)82Y в мишени нарабатывают и одновременно радиохимическим методом из мишени непрерывно извлекают 82Y, продукт распада которого, целевой радиоизотоп 82Sr без носителя, затем выделяют радиохимическим методом.To achieve these results, a method for producing a 82 Sr radioisotope is proposed, which involves irradiating the target with protons and isolating 82 Sr from the irradiated target, while the 84 Sr isotope is taken as the target, during the irradiation of which as a result of a threshold nuclear reaction 84 Sr (p, 3n) 82 Y in the target is produced and simultaneously, by the radiochemical method, 82 Y is continuously extracted from the target, the decay product of which, the target radioisotope 82 Sr without carrier, is then isolated by the radiochemical method.
При этом изотоп 84Sr входит в состав химического соединения, водный раствор которого в замкнутом контуре циркулирует через зону облучения протонами и через центробежный экстрактор, в котором экстракционным методом нарабатываемый 82Y отделяют от стронция мишени.In this case, the 84 Sr isotope is a part of a chemical compound, the aqueous solution of which in a closed circuit circulates through the proton irradiation zone and through a centrifugal extractor, in which the 82 Y generated by the extraction method is separated from the strontium of the target.
Фигура иллюстрирует принципиальную схему реализации способа наработки и выделения 82Sr.The figure illustrates a schematic diagram of the implementation of the method of production and allocation of 82 Sr.
1. Мишень.1. The target.
2. Экстрактор.2. Extractor.
3. Реэкстрактор.3. Reextractor.
4. Контур водной фазы.4. The contour of the aqueous phase.
5. Контур органической фазы.5. The contour of the organic phase.
6. Контур водной фазы.6. The contour of the aqueous phase.
7. Насос.7. The pump.
р - Пучок протонов с Ер≤30÷40 МэВ.p - Proton beam with Ep≤30 ÷ 40 MeV.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
Берут водный раствор соединения стронция, обогащенного по изотопу 84Sr, и помещают в замкнутый контур, в котором осуществляют принудительную циркуляцию раствора через зону облучения протонами 1 (см. чертеж) и центробежный экстрактор 2. В зоне облучения 1 по реакции 84Sr(р,3n)82Y нарабатывают 82Y, имеющий период полураспада 10 мин. 82Y по контуру 4 направляют в центробежный экстрактор 2, где экстрагируют в органическую фазу, принудительно циркулирующую в контуре 5. При этом стронций мишени остается в контуре 4. Затем 82Y по контуру 5 направляют в центробежный реэкстрактор 3, где реэкстрагируют в водную фазу принудительно циркулирующую в контуре 6. В контуре 6 в течение времени облучения мишени протонами накапливают 82Y и продукт его распада 82Sr. Суммарное время движения 82Y по контуру 4 от зоны облучения 1 до экстрактора 2, экстракции из водной фазы в органическую фазу, движения по контуру 5 от экстрактора 2 до реэкстрактора 3 и реэкстракции из органической фазы контура 5 в водную фазу контура 6 составляет около 1 минуты. Через несколько часов выдержки после облучения (распада 82Y) 82Sr без носителя из контура 6 направляют на доочистку сорбционным методом (на фигуре не показано).An aqueous solution of the strontium compound enriched in the 84 Sr isotope is taken and placed in a closed loop in which the solution is forcedly circulated through the
Предложенный способ получения радиоизотопа 82Sr обладает существенными достоинствами по сравнению с описанными в литературе аналогами и прототипом:The proposed method for producing a radioisotope 82 Sr has significant advantages compared to analogues and prototype described in the literature:
- Способ может быть реализован на относительно дешевых в эксплуатации и широко распространенных в мире ускорителях средних энергий (Ер≤30÷40 МэВ).- The method can be implemented on relatively inexpensive to operate and widely used in the world accelerators of medium energies (E p ≤30 ÷ 40 MeV).
- Мишенное устройство может использоваться многократно.- The target device can be used repeatedly.
- Выход 82Sr приемлем для практического использования.- The yield of 82 Sr is acceptable for practical use.
- Выделение 82Sr из мишени легко поддается автоматизации и не сопряжено с необходимостью ее разрушения и проведения многоступенчатого радиохимического передела.- Isolation of 82 Sr from the target is easy to automate and is not associated with the need for its destruction and multistage radiochemical redistribution.
- Активность основной мешающей примеси 85Sr при использовании стронция, обогащенного по изотопу 84Sr, может быть снижена на порядок по сравнению с прототипом.- The activity of the main interfering impurity 85 Sr when using strontium enriched in the 84 Sr isotope can be reduced by an order of magnitude compared to the prototype.
Пример осуществления изобретенияAn example embodiment of the invention
Мишенное устройство, представляющее собой компактный медный цилиндр с внутренней цилиндрической полостью h×d=10×15 (мм) с торцевым окном из Мо фольги толщиной 50 мкм, устанавливали на пучок протонов с Ер=32 МэВ циклотрона У-150 НИЦ «Курчатовский институт». Через мишенное устройство 1 (см. чертеж) и через центробежный экстрактор 2 по замкнутому контуру 4 с помощью насоса прокачивали водный раствор SrCl2 (Sr естественного изотопного состава) в 0,1 М HCl (водная фаза). Одновременно в контуре 5 с помощью насоса обеспечивали циркуляцию 50% раствора D2-этилгексилфосфорной кислоты в толуоле, а в контуре 6 - циркуляцию водного раствора 3 М HCl.The target device, which is a compact copper cylinder with an inner cylindrical cavity h × d = 10 × 15 (mm) with an end window of 50 μm thick Mo foil, was mounted on a proton beam with Е р = 32 MeV of the U-150 cyclotron of the Kurchatov Institute Research Center ". An aqueous solution of SrCl 2 (Sr of natural isotopic composition) in 0.1 M HCl (aqueous phase) was pumped through a target device 1 (see the drawing) and through a
Под действием пучка протонов в мишенном устройстве в результате реакции 84Sr(p,3n)82Y нарабатывали 82Y. Затем 82Y потоком водной фазы по контуру 4 транспортировали в центробежный экстрактор, где экстрагировали его 50% раствором D2-этилгексилфосфорной кислоты в толуоле (органическая фаза). После этого потоком органической фазы 82Y транспортировали по контуру 5 в центробежный реэкстрактор 3, где реэкстрагировали 82Y раствором 3 М HCl в водную фазу контура 6. В контуре 6 накапливали 82Y и продукт его распада 82Sr (без носителя). После окончания облучения и выдержки (для распада 82Y) в течение 2 часов 82Sr направляли на доочистку сорбционным методом. Суммарное время движения 82Y по контуру 4 от зоны облучения 1 до экстрактора 2, экстракции из водной фазы в органическую фазу, движения по контуру 5 от экстрактора 2 до реэкстрактора 3 и реэкстракции из органической фазы контура 5 в водную фазу контура 6 составляло около 1 минуты.Under the action of the proton beam at the target device 84 by the reaction of Sr (p, 3n) accumulating Y 82 82 82 Y Y. Then, the flow of the aqueous phase over the
Коэффициент разделения иттрия и стронция центробежным экстрактором 2 составил величину 106. Выход 82Sr при концентрации SrCl2 в растворе 0.6 г/мл (с учетом приведения к обогащению по изотопу 84Sr до 100%) составил величину 112 мкКи/мкА час.The separation coefficient of yttrium and strontium by
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134270/07A RU2538398C1 (en) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Method of producing strontium-82 radioisotope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134270/07A RU2538398C1 (en) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Method of producing strontium-82 radioisotope |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2538398C1 true RU2538398C1 (en) | 2015-01-10 |
RU2013134270A RU2013134270A (en) | 2015-01-27 |
Family
ID=53281202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134270/07A RU2538398C1 (en) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Method of producing strontium-82 radioisotope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538398C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2585004C1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-05-27 | Владимир Анатольевич Загрядский | Method of producing strontium-82 radioisotope |
RU2765983C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-02-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) | Method for manufacturing and increasing efficiency of medical generator of strontium-82 / rubidium-82 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU873816A1 (en) * | 1979-12-24 | 1986-07-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Method of producing spectrometric sources of barium radioisotope radiation |
RU2454744C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Method of producing sources based on radionuclide selected from alkali-earth elements |
-
2013
- 2013-07-23 RU RU2013134270/07A patent/RU2538398C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU873816A1 (en) * | 1979-12-24 | 1986-07-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Method of producing spectrometric sources of barium radioisotope radiation |
RU2454744C1 (en) * | 2011-02-14 | 2012-06-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Радиевый институт им. В.Г. Хлопина" | Method of producing sources based on radionuclide selected from alkali-earth elements |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2585004C1 (en) * | 2015-02-20 | 2016-05-27 | Владимир Анатольевич Загрядский | Method of producing strontium-82 radioisotope |
RU2765983C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-02-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) | Method for manufacturing and increasing efficiency of medical generator of strontium-82 / rubidium-82 |
WO2022211675A3 (en) * | 2021-03-30 | 2022-11-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) | Method for manufacturing and increasing the yield of a medical strontium-82/rubidium-82 generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013134270A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10249399B2 (en) | Production of isotopes using high power proton beams | |
RU2756621C1 (en) | Method for obtaining ac-225 from ra-226 | |
WO2013188793A2 (en) | Apparatus and methods for transmutation of elements | |
Leung et al. | Feasibility study on medical isotope production using a compact neutron generator | |
Kambali et al. | Comparison of gallium-68 production yields from (p, 2n),(α, 2n) and (p, n) nuclear reactions applicable for cancer diagnosis | |
RU2538398C1 (en) | Method of producing strontium-82 radioisotope | |
Hilgers et al. | Experimental measurements and nuclear model calculations on the excitation functions of natCe (3He, xn) and 141Pr (p, xn) reactions with special reference to production of the therapeutic radionuclide 140Nd | |
Lahiri et al. | Simultaneous production of 89Zr and 90, 91m, 92mNb in α-particle activated yttrium and their subsequent separation by HDEHP | |
RU2441290C1 (en) | Method to produce radioisotope strontium-82 | |
US20180019034A1 (en) | Production of n-13 ammonia radionuclide | |
Grimm et al. | High-purity actinium-225 production from radium-226 using a superconducting electron linac | |
RU2598089C1 (en) | Method of producing strontium-82 radionuclide | |
RU2770241C1 (en) | Target station | |
KR20180044263A (en) | Yttrium-90 manufacturing system and method | |
Panteleev et al. | Project of the radioisotope facility RIC-80 at PNPI | |
Vereshchagin et al. | Cyclotron 82Sr production for medical applications | |
CN112567478A (en) | Method and system for generating radioisotopes for medical applications | |
Panteleev et al. | Target Development for Medical Radionuclides Cu-67 And Sr-82 Production | |
Pashentsev | Production of radionuclides for cyclotron positron-emission tomography | |
Panteleev et al. | Status of the project of radioisotope complex ric-80 (radioisotopes at cyclotron c-80) at pnpi | |
Nortier et al. | Proton Beam Production of Curie Scale Ac-225 at 100 MeV and Below☆☆☆ | |
Kim et al. | FLUKA Simulation of Ac-225 Production with a Medical Cyclotron☆☆☆ | |
Sadeghi et al. | Nuclear data for cyclotron production of 114mIn/114In and 140Nd/140Pr used in gamma camera monitoring, RIT, ERT and PET | |
SU671194A1 (en) | Method of preparing iodine-123 | |
Panteleev et al. | Target development for 67 Сu, 82 Sr radionuclide production at the RIC-80 facility |