TWI408700B - 鎵（Ｇａ）－６８／鍺（Ｇｅ）－６８發生器固體靶製程參數評估方法 - Google Patents

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鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法
本發明是有關於鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，特別是指一種易於預測與控制，且照射產物品質穩定均一之參數評估方法。
習見之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，有以電鍍穩定之鎵(Ga)-69金屬離子於固體靶(solid target)後，利用試誤法(try and error)應用不同照射能量(MeV)照射該固體靶後，藉由放射性活度量測儀測量其活度(activity)，並用以計算照射後之產率(yields)，此種方法並未考慮照射能量之大小與鎵(Ga)-69之電鍍厚度，整體之預測上並不準確且不易控制。
另有利用無機酸(如：鹽酸,HCl)將放射性核種鍺(Ge)-68自靶體洗離，以放射活度量測儀量測活度後，直接以有機與無機吸附劑吸附，此種方法並未考慮在不同照射能量(MeV)照射該固體靶時，會併行產生主要核反應以外之其它核種反應產生，與包含許多不純物產生，而此不純物因半衰期與主要核種半衰期相近，造成假性放射性劑量(Dose)值，並致使該發生器掏洗鍺(Ge)-68衰變後之鎵(Ga)-68金屬離子用於標幟(labeling)藥物時，不純物中之金屬離子會干擾前處理效率與降低藥物標幟之產率。
有鑑於習見之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法有上述缺點，發明人乃針對該些缺點研究改進之道，終於有本發明產生。
本發明之主要目的在於提供一種鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其係經由69Ga(p,2n)68Ge核反應入射能量與反應截面積函數圖，以及69Ga(p,2n)68Ge靶厚度與入射能量衰減函數圖之基礎物理原理應用，以計算出放射性核種鍺(Ge)-68固體靶製程照射能量參數，其整體之操作程序較為簡便，且所照射之鍺(Ge)-68核種之品質穩定、品質均一。
本發明之另一目的在於提供一種鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其所照射之鍺(Ge)-68核種中不純物含量可經由科學方法預測與控制，而且符合其應有之物理及化學性質之照射產物。
本發明為達成上述目的及功效，其所採行的技術手段包括以下步驟：
a.計算固體靶靶面所鍍上之鎵(Ga)-69厚度d；
b.於一具有複數不同照射能量值Xi之衰減曲線所組成之69Ga(p,2n)68Ge靶厚度與入射能量衰減曲線圖中，選取其中一預設照射能量值Xi之衰減曲線，並依該電鍍厚度d位置，另取得一衰減後之相對照射能量值Yi；
c.於一具有鍺(Ge)-68、鎵(Ga)-68、鋅(Zn)-65等不同入射能量與反應截面積修正函數曲線所組成之69Ga(p,2n)68Ge入射能量與反應截面積曲線圖中，依該照射能量值Xi與相對照射能量值Yi所界定之位置，分別取得對應該鍺(Ge)-68之二核反應截面積，並計算其平均反應截面積(MRA,mean reaction areas)；再依相同方式分別取得對應該鎵(Ga)-68之二核反應截面積與對應該鋅(Zn)-65之二核反應截面積，並計算其各平均反應截面積值；
d.重覆上述第b、c步驟，以依序完成其它可實施之複數不同照射能量值Xi，並獲取複數組對應於該鍺(Ge)-68、鎵(Ga)-68及鋅(Zn)-65之各平均反應截面積；
e.選取具有最大之鍺(Ge)-68平均反應截面積值，與最小之鎵(Ga)-68與鋅(Zn)-65平均反應截面積值，則產生該組之各平均反應截面積值所需之預設照射能量，即為最佳反應能量。
至於本發明之詳細構造、應用原理、作用與功效，則參照下列依附圖所作之說明即可得到完全的瞭解：
請參第一圖，其係本發明所應用之一69Ga(p,2n)68Ge靶厚度與入射能量衰減函數圖，於該圖中具有5組以不同入射能量(分別為30、26、25、24、23MeV)於靶厚度介於0~2.5mm之間所各自產生衰減之衰減曲線X1、X2、X3、X4、X5；而該第二圖則係本發明所應用之一69Ga(p,2n)68Ge入射能量與反應截面積函數圖，其分別具有一鍺(Ge)-68之入射能量與反應截面積曲線C(Ge)，且經修正後為一較平滑之修正函數曲線F(Ge)、一鎵(Ga)-68之入射能量與反應截面積曲線C(Ga)，經修正後為一較平滑之修正函數曲線F(Ga)，及一鋅(Zn)-65之入射能量與反應截面積曲線C(Zn)，經修正後為一較平滑之修正函數曲線F(Zn)。
藉由上述第一、二圖之應用，本發明主要包括下列步驟：
a.計算固體靶靶面所鍍上之鎵(Ga)-69厚度d；
b.於一具有複數不同照射能量值Xi之衰減曲線所組成之69Ga(p,2n)68Ge靶厚度與入射能量衰減曲線圖中，選取其中一預設照射能量值Xi之衰減曲線，並依該電鍍厚度d位置，另取得一衰減後之相對照射能量值Yi；
c.於一具有鍺(Ge)-68、鎵(Ga)-68、鋅(Zn)-65等不同入射能量與反應截面積修正函數曲線所組成之69Ga(p,2n)68Ge入射能量與反應截面積曲線圖中，依該照射能量值Xi與相對照射能量值Yi所界定之位置，分別取得對應該鍺(Ge)-68之二核反應截面積，並計算其平均反應截面積(MRA,mean reaction areas)；再依相同方式分別取得對應該鎵(Ga)-68之二核反應截面積與對應該鋅(Zn)-65之二核反應截面積，並計算其各平均反應截面積值；
d.重覆上述b、c步驟，以依序完成其它可實施之複數不同照射能量值Xi，並獲取複數組對應於該鍺(Ge)-68、鎵(Ga)-68及鋅(Zn)-65之各平均反應截面積；
e.選取具有最大之鍺(Ge)-68平均反應截面積值，與最小之鎵(Ga)-68與鋅(Zn)-65平均反應截面積值，則產生該組之各平均反應截面積值所需之預設照射能量，即為最佳反應能量。
請參第三至六圖所示，以下僅直接以一實施例(以預設照射能量值Xi=26MeV為例)說明本發明上述各步驟：
a.計算固體靶靶面所鍍上之鎵(Ga)-69厚度，設其厚度d=0.8mm。
b.參照第三圖，劃一垂直線於電鍍厚度d=0.8mm處，與該入射能量為26MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線X2相交，由此交點再劃一水平線交於該縱軸於一相對照射能量值Yi，紀錄此點為Yi=19MeV；再計算照射能量吸收範圍(ΔEi)：Zi(MeV)=26(MeV)-19(MeV)=7MeV。
c.參照第四圖，於該橫軸之Xi(=26MeV)與Yi(=19MeV)分別劃一垂直線，該二垂直線可交該鍺(Ge)-68之入射能量與反應截面積修正函數曲線F(Ge)，並各自對應於縱軸之一第一鍺(Ge)-68反應截面積值A-Ge，與一第二鍺(Ge)-68反應截面積值B-Ge，紀錄此二點之核反應截面積之大小分別為A-Ge=0.54與B-Ge=0.43；參照第五圖，該二垂直線可交該鎵(Ga)-68之入射能量與反應截面積修正函數曲線F(Ga)，並各自對應於縱軸之一第一鎵(Ga)-68反應截面積值A-Ga，與一第二鎵(Ga)-68反應截面積值B-Ga，紀錄此二點之核反應截面積之大小分別為A-Ga=0.34與B-Ga=0.46；參照第六圖，該二垂直線可交該鋅(Zn)-65之入射能量與反應截面積修正函數曲線F(Zn)，並各自對應於縱軸之一第一鋅(Zn)-65反應截面積值A-Zn，與一第二鋅(Zn)-65反應截面積值B-Zn，紀錄此二點之核反應截面積之大小分別為A-Zn=0.095與B-Zn=0.12；再分別計算此組中各平均反應截面積(MRA,mean reaction areas)如下：Ge-68之平均反應截面積=0.485。
Ga-68之平均反應截面積=0.4。
Zn-65之平均反應截面積=0.1075。
d.重覆上述b至e等各步驟，以分別獲取其它不同預設照射能量值Xi(如：30、25、24、23MeV等)之各組中的各平均反應截面積值。
e.比較各組之平均反應截面積值，可發現在該預設照射能量值Xi=26MeV時，該鍺(Ge)-68之平均反應截面積為最大，鎵(Ga)-68與鋅(Zn)-65平均反應截面積為最小；因此可知該26MeV為最佳反應能量。
經由上述評估所獲致之照射能量參數，經由迴旋加速器(cyclotron)進行之照射，可獲得最佳產率與最低其它核種產生。其實際照射參數如下：
1.照射能量：26MeV
2.加速粒子：質子
3.射束電流：200μA
4.照射時間：60hr
註：2~5為30MeV迴旋加速器之照射固定條件。
由上所述可知，本發明之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法確實具有易於預測與控制，且照射產物品質穩定均一之功效，確已具有產業上之利用性、新穎性及進步性。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本創作申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
d．．．金屬鎵-69厚度
Xi．．．預設照射能量值
Yi．．．相對照射能量值
X1．．．入射能量為30MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X2．．．入射能量為26MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X3．．．入射能量為25MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X4．．．入射能量為24MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X5．．．入射能量為23MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
C(Ge)．．．鍺(Ge)-68之入射能量與反應截面積曲線
C(Ga)．．．鎵(Ga)-68之入射能量與反應截面積曲線
C(Zn)．．．鋅(Zn)-65之入射能量與反應截面積曲線
F(Ge)．．．鍺(Ge)-68之入射能量與反應截面積修正函數曲線
F(Ga)．．．鎵(Ga)-68之入射能量與反應截面積修正函數曲線
F(Zn)．．．鋅(Zn)-65之入射能量與反應截面積修正函數曲線
A-Ge．．．第一鍺(Ge)-68反應截面積值
B-Ge．．．第二鍺(Ge)-68反應截面積值
A-Ga．．．第一鎵(Ga)-68反應截面積值
B-Ga．．．第二鎵(Ga)-68反應截面積值
A-Zn．．．第一鋅(Zn)-65反應截面積值
B-Zn．．．第二鋅(Zn)-65反應截面積值
第一圖係69Ga(p,2n)68Ge靶厚度與入射能量衰減函數圖。
第二圖係69Ga(p,2n)68Ge入射能量與反應截面積函數圖
第三圖係本發明依第一圖取得靶厚度與入射能量相對數值之示意圖。
第四圖係本發明依第二圖取得Ge-68平均反應截面積之示意圖。
第五圖係本發明依第二圖取得Ga-68平均反應截面積之示意圖。
第六圖係本發明依第二圖取得Zn-65平均反應截面積之示意圖。
Xi．．．預設照射能量值
Yi．．．相對照射能量值
X1．．．入射能量為30MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X2．．．入射能量為26MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X3．．．入射能量為25MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X4．．．入射能量為24MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線
X5．．．入射能量為23MeV之靶厚度與入射能量衰減曲線

Claims (8)

  1. 一種鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其至少包括以下步驟：a.計算固體靶靶面所鍍上之鎵(Ga)-69厚度d；b.於一具有複數不同照射能量值Xi之衰減曲線所組成之69Ga(p,2n)68Ge靶厚度與入射能量衰減曲線圖中，選取其中一預設照射能量值Xi之衰減曲線，並依該電鍍厚度d位置，另取得一衰減後之相對照射能量值Yi；c.於一具有鍺(Ge)-68、鎵(Ga)-68、鋅(Zn)-65等不同入射能量與反應截面積修正函數曲線所組成之69Ga(p,2n)68Ge入射能量與反應截面積曲線圖中，依該照射能量值Xi與相對照射能量值Yi所界定之位置，分別取得對應該鍺(Ge)-68之二核反應截面積，並計算其平均反應截面積(MRA,meanreaction areas)；再依相同方式分別取得對應該鎵(Ga)-68之二核反應截面積與對應該鋅(Zn)-65之二核反應截面積，並計算其各平均反應截面積值；d.重覆上述第b、c步驟，以依序完成其它可實施之複數不同照射能量值Xi，並獲取複數組對應於該鍺(Ge)-68、鎵(Ga)-68及鋅(Zn)-65之各平均反應截面積；e.選取具有最大之鍺(Ge)-68平均反應截面積值，與最小之鎵(Ga)-68與鋅(Zn)-65平均反應截面積值，則產生該組之各平均反應截面積值所需之預設照射能量，即為最佳反應能量。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其中該69Ga(p,2n)68Ge靶厚度與入射能量衰減曲線圖中至少具有5種照射能量值Xi之衰減曲線。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其中該5種照射能量值Xi分別為30MeV、26MeV、25MeV、24MeV、23MeV。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其中該照射能量值Xi可於該鍺(Ge)-68入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第一鍺(Ge)-68反應截面積值，而該相對照射能量值Yi則可於該鍺(Ge)-68入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第二鍺(Ge)-68反應截面積值，且該鍺(Ge)-68平均反應截面積值係為該第一、二鍺(Ge)-68反應截面積值之平均值。
  5. 根據申請專利範圍第3項所述之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其中該照射能量值Xi可於該鎵(Ga)-68入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第一鎵(Ga)-68反應截面積值，而該相對照射能量值Yi則可於該鎵(Ga)-68入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第二鎵(Ga)-68反應截面積值，且該鎵(Ga)-68平均反應截面積值係為該第一、二鎵(Ga)-68反應截面積值之平均值。
  6. 根據申請專利範圍第4項所述之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其中該照射能量值Xi可於該鎵(Ga)-68入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第一鎵(Ga)-68反應截面積值，而該相對照射能量值Yi則可於該鎵(Ga)-68入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第二鎵(Ga)-68反應截面積值，且該鎵(Ga)-68平均反應截面積值係為該第一、二鎵(Ga)-68反應截面積值之平均值。
  7. 根據申請專利範圍第3項所述之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其中該照射能量值Xi可於該鋅(Zn)-65入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第一鋅(Zn)-65反應截面積值，而該相對照射能量值Yi則可於該鋅(Zn)-65入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第二鋅(Zn)-65反應截面積值，且該鋅(Zn)-65平均反應截面積值係為該第一、二鋅(Zn)-65反應截面積值之平均值。
  8. 根據申請專利範圍第4項所述之鎵(Ga)-68/鍺(Ge)-68發生器固體靶製程參數評估方法，其中該照射能量值Xi可於該鋅(Zn)-65入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第一鋅(Zn)-65反應截面積值，而該相對照射能量值Yi則可於該鋅(Zn)-65入射能量與反應截面積修正函數曲線上取得一第二鋅(Zn)-65反應截面積值，且該鋅(Zn)-65平均反應截面積值係為該第一、二鋅(Zn)-65反應截面積值之平均值。
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US20070207075A1 (en) * 2006-03-03 2007-09-06 The Regents Of The University Of California Separation of germanium-68 from gallium-68
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