WO2011092102A1 - VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR PRODUKTION VON 99mTc - Google Patents

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR PRODUKTION VON 99mTc Download PDF

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    • G21G1/001—Recovery of specific isotopes from irradiated targets
    • G21G2001/0042—Technetium

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for the production of 99m Tc.
  • 99m Tc is also used in medical imaging, for example in SPECT imaging.
  • a commercial 99m Tc-generator is a device for the extraction of the metastable isotope 99m Tc from a source containing zer ⁇ falling 99 mo.
  • 99 Mo is usually obtained in a process that uses highly enriched uranium U as a target. Irradiation of the target with neutrons produces 99 Mo as
  • the process according to the invention for the production of 99m Tc comprises the following steps:
  • the 99m Tc is thus obtained directly by means of a nuclear reaction, which takes place by the interaction of the proton beam with the Molyb ⁇ dän atoms, according to the equation 100 Mo (p, 2n) 99m Tc.
  • the energy of the proton beam is greater than 20 MeV and thus lies in a region in which the cross section for the said nuclear reaction lies.
  • 99m Tc atoms can be obtained in a sufficient for the production of 99m Tc number. Because the molybdenum atoms are present as molybdate ions in a solution, the resulting 99m Tc can then be easily extracted from the solution by means of an extraction process. The extracted 99m Tc can then be used for various purposes, particularly for the production of a radionuclide for SPECT imaging.
  • the proton beam is accelerated to an energy of at least 20 MeV.
  • the particle beam is accelerated to an energy of 20 MeV to 25 MeV.
  • Be ⁇ limitation of the maximum energy to a maximum of 35 MeV, and in particular 30 MeV, and most particularly to 25 MeV is ver ⁇ avoided that are caused by an excessive energy of the particle beam nuclear reactions which lead to undesirable reaction products, including other Tc isotope as 99m Tc, which then again require an additional step by which the undesirable reaction products are removed the ⁇ .
  • the chamber in which the solution is kept with molybdate ions may, of such a nature or be dimensioned such that the emergent particle beam having an energy of Minim ⁇ least 10 MeV.
  • the energy of the proton beam can be maintained in a range in which the nuclear reactions occurring remain controllable and occurring in the undesired reaction products in only one akzep ⁇ TableN extent.
  • the acceleration of protons to said energy be ⁇ compels usually medium size only a single accelerator ⁇ ness that can be installed lines and used locally.
  • 99m Tc can be with the described method locally in the vicinity or in the vicinity of the desired site, for example in the environment of a hospital, he testify ⁇ .
  • nuclear medicine departments can plan their workflow independently and are not dependent on complex logistics and infrastructure.
  • the extraction process may be a liquid-liquid extraction process, in particular using methyl ethyl ketone.
  • This extraction method is useful because 99m Tc m is present in a solution.
  • the 99m Tc dissolves in methyl ethyl ketone leaving the molybdate ions in the aqueous solution. In this way, the 99m Tc can be separated from the 100 Mo ⁇ .
  • the 99m Tc charged methyl ethyl ketone can be dried, for example, so that then the 99m Tc can be used for example for the production of a radiopharmaceutical.
  • the dissolved 100 Mo molybdate ions remaining after extraction of the m Tc can be recycled to the solution to be irradiated, for example in a closed circuit. This ensures that the starting material, namely the 100 Mo molybdate ions are used particularly efficiently.
  • the solution of 100 Mo molybdate ions is a solution of a 100 Mo molybdate salt, wherein a nuclear reaction is induced in the solution by irradiation of the proton beam with the cations of the 100 Mo molybdate salt is, which opens into at least one cation-finished product, in particular in a cation-end product that was not present in the originally ⁇ Lich solution to be exposed, which is an ion that is unstable and / or which is potentially harmful to a human body .
  • the term "cation end product” does not necessarily mean that the end product must be a cation, it merely indicates that the end product is derived from the cations of the salt. In this case, the remaining, dissolved 100
  • Molybdate ions are recycled after extraction of 99m Tc of the irradiated solution, said, at least one Kati ⁇ ones final product removed before feeding, in particular un ⁇ ter use of an ion exchanger.
  • This embodiment can have the advantage that the solution to be reintroduced to the solution to be irradiated contains no constituents which, on renewed irradiation with the proton beam, would lead to further irradiation products which differ from the cation end products. It can be avoided then, for example, that the solution cation end products would fed, which would result in exposure to wide ⁇ reindeer, new nuclear reactions. This makes it possible to achieve uncontrolled or unmanageable nuclear reactions despite the recycling of the molybdate ions.
  • the extracted 99m Tc can be purified of impurities by the cation end product, particularly using an ion exchanger.
  • the Mo-molybdate salt comprises 6 Li 2 100 MoO 4 .
  • the 6 Li decomposes through the nuclear reaction
  • the monomolybdate salt a 2 comprises 100 MoO 4 .
  • the final product comprises F.
  • the naturally occurring Na is converted by the bombardment of the proton beam by the reaction Na (p, n) Mg m Mg, which in turn rapidly increases to o
  • Another nuclear reaction is Na (p, x) F.
  • Ins ⁇ total is after irradiation as a final product cation now also 18 F in front, not existing in the original solution which was.
  • the 18 F can be ent ⁇ removed using an ion exchanger, for example, from the solution containing the 99m Tc after extraction of 99m Tc or from the solution containing the remainder of molybdate after Ex Thermal ⁇ on the 99m Tc and the back of the original solution is supplied. This is avoided that would be triggered by irradiation of 18 F and through the recirculation circuit a chain only difficult to control Kernre ⁇ actions.
  • the device for the production of 99m Tc includes
  • an accelerator for providing a proton beam having an energy capable of inducing a 100 Mo (p, 2n) 99m Tc nuclear reaction upon irradiation of 100 Mo molybdate ions to irradiate the solution and induce a 100 Mo. (p, 2n) 99m Tc nuclear reaction,
  • the solution with Mo molybdate ions is a solution of a 100 Mo molybdate salt, wherein in the solution upon irradiation with the proton beam at the cations of the 100 Mo molybdate salt, a nuclear reaction is induced, which in at least a cation final product flows, and wherein the device additionally has one of the Extratechnischsstu ⁇ fe downstream purification step of the ext ⁇ rahtechnisch 99m Tc of impurities through the cation final product is to clean.
  • a cycle is provided, with which the 100 molybdate ions remaining after extraction of the 99m Tc can be fed back to the irradiating solution through a closed loop, for example.
  • the device may additionally comprise a recirculating purification step sen, in which the at least one cation end product before Zu ⁇ management of the remaining dissolved 100 Mo molybdate ions is removed, in particular using an ion exchanger.
  • Fig. 2 shows the structure of a device for the production of 99m Tc from a sodium molybdate salt
  • Fig. 3 shows the structure of a device for producing 99m Tc from a potassium molybdate salt.
  • an aqueous solution 11 is provided, in which 6 Li 2 100 MoO 4 is dissolved.
  • the solution 11 is then passed to an irradiation chamber 13, which is irradiated with a proton beam 15, which is generated by an accelerator unit 17 such as a cyclotron.
  • the proton beam 15 has an energy of 20 to 25 MeV when entering the irradiation chamber 13, and an energy of approximately 10 MeV when exiting. In this energy range, the proton beam 15 interacts with the 100 Mo and convert this into a nuclear reaction
  • the irradiated solution is fed to a chamber 19 for solvent extraction, in which the 99m Tc is extracted from the aqueous solution by means of MEK (methyl ethyl ketone).
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the dissolved in MEK 99m Tc can be further processed then ⁇ example, in a subsequent pharmaceutical module (not shown).
  • the remaining solution of the molybdate salt is ur ⁇ nally supplied solution 11 is supplied again.
  • FIG. 2 differs from FIG. 1 in that firstly an aqueous solution 21 is provided in which a 2 100 MoO 4 is dissolved.
  • the irradiated solution is fed to a chamber 19 for solvent extraction, in which the 99m Tc is extracted from the aqueous solution by means of MEK (methyl ethyl ketone).
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the F can be removed by using an additional ion exchanger 25 before the remaining after extraction of 99m Tc solution of the molybdate salt originally be provided ⁇ riding solution 21 is supplied again.
  • the extracted and purified by F m Tc solution 27 can then be provided, for example, a subsequent pharmaceutical module.
  • the embodiment of FIG. 3 differs from FIG. 1 in that firstly an aqueous solution 31 is provided, in which K2 100 MoO 4 is dissolved.
  • the irradiated solution is fed to a chamber 19 for solvent extraction, in which the 99m Tc is extracted from the aqueous solution by means of MEK (methyl ethyl ketone).
  • MEK methyl ethyl ketone
  • the 41 Ca and the other Ca ions can be removed by means of another ion exchanger 35 before the solution of the molybdate salt remaining after extraction of 99m Tc is returned to the originally provided solution 31.
  • the extracted and purified Ca of 41 99m Tc solution may then be dried for example in a drying unit 37 and a subsequent-based pharmaceutical module (not shown) provided ⁇ the.
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Produktion von 99mTc, mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer Lösung (11, 21, 31) mit 100Mo-Molybdat-Ionen; Bereitstellen eines Protonenstrahls (15) mit einer Energie, die geeignet ist, bei Bestrahlung von 100Mo-Molybdat-Ionen eine 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion zu induzieren; Bestrahlen der Lösung mit dem Protonenstrahl (15) und Induktion einer 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion; Anwenden eines Extraktionsverfahrens zur Extraktion des 99mTc aus der Lösung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Produktion von 99mTc, umfassend eine Lösung (11, 21, 31) mit 100Mo-Molybdat-Ionen; einen Beschleuniger zur Bereitstellung eines Protonenstrahls mit einer Energie die geeignet ist, bei Bestrahlung von 100Mo-Molybdat-Ionen eine 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion zu induzieren, zur Bestrahlung der Lösung und zur Induktion einer 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion; einer Extraktionsstufe (19) zur Extraktion des 99mTc aus der Lösung.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Produktion von mTc Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Produktion von 99mTc. 99mTc wird unter anderem bei der medizinischen Bildgebung eingesetzt, zum Beispiel bei der SPECT- Bildgebung . Ein handelsüblicher 99mTc-Generator ist ein Gerät zur Extraktion des metastabilen Isotops 99mTc aus einer Quelle, die zer¬ fallendes 99Mo enthält.
99Mo seinerseits wird meistens in einem Verfahren gewonnen, das hochangereichertes Uran U als Target verwendet. Durch Bestrahlung des Targets mit Neutronen entsteht 99Mo als
Spaltprodukt. Aufgrund internationaler Abkommen wird es je¬ doch in Zukunft zunehmend schwieriger werden, Reaktoren mit hochangereichertem Uran zu betreiben, was zu einem Engpass bei der Lieferung von Radionuklide für die SPECT-Bildgebung führen kann.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur alternativen Produktion von 99mTc an- zugeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Ansprü- che.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Produktion von 99mTc um- fasst folgende Schritte:
- Bereitstellen einer Lösung mit 100Mo-Molybdat-Ionen,
- Bereitstellen eines Protonenstrahls mit einer Energie, die geeignet ist, bei Bestrahlung von 100Mo-Molybdat-Ionen eine 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion zu induzieren, - Bestrahlen der Lösung mit dem Protonenstrahl und Induktion einer 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion,
- Anwenden eines Extraktionsverfahrens zur Extraktion des
99mTc aus der Lösung.
Das 99mTc wird also direkt anhand einer Kernreaktion gewonnen, die durch Wechselwirkung des Protonenstrahls mit den Molyb¬ dän-Atomen stattfindet, nach der Gleichung 100Mo (p, 2n) 99mTc . Die Energie des Protonenstrahls ist größer als 20 MeV und be- findet sich damit in einem Bereich, in dem der Wirkungsquerschnitt für die genannte Kernreaktion liegt. Damit können 99mTc Atome in einer für die Produktion von 99mTc ausreichenden Anzahl gewonnen werden. Dadurch, dass die Molybdän-Atome als Molybdat-Ionen in einer Lösung vorliegen, kann anschlie- ßend das entstandene 99mTc auf einfache Weise mithilfe eines Extraktionsverfahrens aus der Lösung extrahiert werden. Das extrahierte 99mTc kann dann für verschiedene Zwecke verwendet werden, insbesondere zur Herstellung eines Radionuklids für die SPECT-Bildgebung.
Der Protonenstrahl wird auf eine Energie von mindestens 20 MeV beschleunigt. Vorzugsweise wird der Partikelstrahl auf eine Energie von 20 MeV bis 25 MeV beschleunigt. Durch Be¬ grenzung der maximalen Energie auf maximal 35 MeV, insbeson- dere auf 30 MeV und höchst insbesondere auf 25 MeV wird ver¬ mieden, dass durch eine zu hohe Energie des Partikelstrahls Kernreaktionen ausgelöst werden, die zu unerwünschten Reaktionsprodukten führen, z.B. zu anderen Tc-Isotopen als 99mTc, die dann wieder einen zusätzlichen Schritt erfordern, durch dem die unerwünschten Reaktionsprodukte wieder entfernt wer¬ den. Die Kammer, in der die Lösung mit Molybdat-Ionen gehalten wird, kann derart beschaffen bzw. dimensioniert sein, dass der austretende Partikelstrahl eine Energie von mindes¬ tens 10 MeV aufweist. Auf diese Weise kann der Energiebereich des Protonenstrahls in einem Bereich gehalten werden, in dem die auftretenden Kernreaktionen kontrollierbar bleiben und in dem unerwünschte Reaktionsprodukte lediglich in einem akzep¬ tablen Ausmaß auftreten. Die Beschleunigung von Protonen auf die genannte Energie be¬ nötigt üblicherweise lediglich eine einzige Beschleunigerein¬ heit mittlerer Größe, die auch lokal eingesetzt und instal- liert werden kann. 99mTc lässt sich mit dem beschriebenen Verfahren lokal in der Nähe bzw. im Umfeld des gewünschten Einsatzortes, beispielsweise im Umfeld eines Krankenhauses, er¬ zeugen. Im Gegensatz zu herkömmlichen, nicht lokalen Produktionsmethoden, die mit dem Einsatz von großen Anlagen wie in Kernreaktoren und dem damit verbundenen Verteilungsproblem einhergehen, löst eine lokale Herstellung viele Probleme. Nuklearmedizinische Abteilungen können ihren Workflow unabhängig voneinander planen und sind nicht auf eine aufwändige Logistik und Infrastruktur angewiesen.
In einer Ausführungsform kann das Extraktionsverfahren ein Flüssig-Flüssigextraktionsverfahren sein, insbesondere unter Verwendung von Methylethylketon . Dieses Extraktionsverfahren bietet sich an, da 99mTc m einer Lösung vorliegt. Das 99mTc löst sich in Methylethylketon, wobei die Molybdat-Ionen weiterhin in der wässrigen Lösung verbleiben. Auf diese Weise kann das 99mTc von dem 100Mo ge¬ trennt werden. Das 99mTc geladene Methylethylketon kann z.B. getrocknet werden, sodass anschließend das 99mTc z.B. für die Herstellung eines Radiopharmakons verwendet werden kann.
In einer Ausführungsform können die nach Extraktion des mTc verbleibenden gelösten 100Mo-Molybdat-Ionen der zu bestrahlen- den Lösung wieder zugeführt werden, beispielsweise in einem geschlossenen Kreislauf. So wird sichergestellt, dass das Ausgangsmaterial, nämlich die 100Mo-Molybdat-Ionen besonders effizient verwendet werden. In einer Ausführungsform ist die Lösung mit 100Mo-Molybdat- Ionen eine Lösung eines 100Mo-Molybdat-Salzes, wobei in der Lösung durch Bestrahlen mit dem Protonenstrahl bei den Kationen des 100Mo-Molybdat-Salzes eine Kernreaktion induziert wird, welche in mindestens ein Kationen-Endprodukt mündet, insbesondere in ein Kationen-Endprodukt, das in der ursprüng¬ lich zu bestrahlenden Lösung nicht vorhanden war, das ein Ion ist, das instabil ist und/oder das potentiell schädlich für einen menschlichen Körper ist. Der Terminus "Kationen- Endprodukt" bedeutet nicht zwangsläufig, dass das Endprodukt ein Kation sein muss, es kennzeichnet lediglich, dass das Endprodukt aus den Kationen des Salzes herrührt. In diesem Fall können die verbleibenden, gelösten 100Mo-
Molybdat-Ionen nach Extraktion des 99mTc der bestrahlenden Lösung wieder zugeführt werden, wobei das mindestens eine Kati¬ onen-Endprodukt vor Zuführung entfernt wird, insbesondere un¬ ter Verwendung eines Ionentauschers .
Diese Ausführungsform kann den Vorteil aufweisen, dass die der zu bestrahlenden Lösung wieder zugeführte Lösung keine Bestandteile enthält, die bei erneuter Bestrahlung mit dem Protonenstrahl zu weiteren Bestrahlungsprodukten führen wür- den, die sich von den Kationen-Endprodukten unterscheiden. Es kann dann z.B. vermieden werden, dass der Lösung Kationen- Endprodukte zugeführt würden, die bei Bestrahlung zu weite¬ ren, neuen Kernreaktionen führen würden. Hierdurch lässt sich erreichen, dass trotz Rückführung der Molybdat-Ionen unkon- trollierte oder unüberschaubare Kernreaktionen vermieden werden .
In einer Ausführungsform kann das extrahierte 99mTc von Verunreinigungen durch das Kationen-Endprodukt gereinigt werden, insbesondere unter Verwendung eines Ionenaustauschers.
Auf diese Weise können z.B. potentiell unerwünschte Bestand¬ teile der extrahierten 99mTc-Lösung vor einer weiteren Verarbeitung entfernt werden. So können beispielsweise potentiel- le, für einen menschlichen Körper toxische Stoffe vor Herstellung des Radionuklids entfernt werden oder andere Radio¬ nuklide mit einer anderen Halbwertszeit. In einer Ausführungsvariante umfasst das Mo-Molybdat-Salz 6Li2 100MoO4. Das 6Li zerfällt durch die Kernreaktion
6Li(p,3He)4H zu 4H, das seinerseits sofort zu Tritium zerfällt.
Bei Verwendung von 7Li würde durch den Beschuss mit dem Protonstrahl die Reaktion 7Li(p,n)7Be ausgelöst werden, wobei das 7Be wieder entfernt werden müsste. Die Verwendung von 6Li vermeidet das.
Auf diese Weise entsteht kein Kationen-Endprodukt, das bei erneuter Bestrahlung mit dem Protonenstrahl zu einer unkontrollierten Kette von Kernreaktionen führen würde. Auf die Reinigungsstufe, mit der das entstehende Kationen-Endprodukt entfernt wird, kann gegebenenfalls verzichtet werden.
In einer anderen Ausführungsvariante umfasst das ^Mo- Molybdat-Salz a2 100MoO4. Das mindestens eine Kationen-
Endprodukt umfasst dabei F. Das natürlich vorkommende Na wird durch den Beschuss mit dem Protonstrahl durch die Reak- tion Na(p,n) Mg m Mg umgewandelt, das wiederum schnell zu o
Na zerfällt. Eine weitere Kernreaktion ist Na(p,x) F. Ins¬ gesamt liegt nach Bestrahlung als Kationen-Endprodukt nun auch 18F vor, das in der ursprünglichen Lösung nicht vorhan- den war. Das 18F kann mithilfe eines Ionenaustauschers ent¬ fernt werden, z.B. aus der Lösung, die nach Extraktion des 99mTc das 99mTc enthält oder aus der Lösung, die nach Extrakti¬ on des 99mTc das verbleibende Molybdat enthält und die wieder der ursprünglichen Lösung zugeführt wird. Dadurch wird ver- mieden, dass durch Bestrahlung von 18F und durch den Rückführungskreislauf eine Kette nur schwer kontrollierbarer Kernre¬ aktionen ausgelöst würde.
In einer weiteren Ausführungsvariante umfasst das 100Mo-
Ί Π Π 4 Ί
Molybdat-Salz K2 M0O4, wobei das Kationen-Endprodukt Ca um¬ fasst. Das natürlich vorkommende 41K wird durch den Protonenstrahl in folgenden Kernreaktionen umgewandelt: 41K (p, n) 41Ca,
4 Ί 49 4Ί R
Κ(ρ,γ) Ca, Κ(ρ, γ) Ar. Das ebenfalls natürlich vorkommen- de K wird durch den Protonenstrahl in folgenden Kernreaktionen umgewandelt: 39K(p,d)38K, 39K(p, Y)40Ca. 38K zerfällt zu 38Ar. Von den entstandenen Ca-Ionen ist lediglich das 41Ca instabil. Durch den Ionenaustauscher können alle Ionen entfernt werden. Eine Rückführung von 38Ar ist unkritisch, da der Wechselwirkungsquerschnitt für die Wechselwirkung mit dem Protonstrahl in einem anderen Bereich liegt als der Wechselwirkungsquerschnitt für die 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion .
Rückführung und Bestrahlung von 38Ar erzeugt daher keine Kernreaktionskette mit unkontrollierbaren Endprodukten.
Die Vorrichtung zur Produktion von 99mTc, umfasst
- eine Lösung mit 100Mo-Molybdat-Ionen,
- einen Beschleuniger zur Bereitstellung eines Protonen- Strahls mit einer Energie die geeignet ist, bei Bestrahlung von 100Mo-Molybdat-Ionen eine 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion zu induzieren, zur Bestrahlung der Lösung und zur Induktion einer 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion,
- einer Extraktionsstufe zur Extraktion des 99mTc aus der Lö- sung.
In einer Ausführungsvariante ist die Lösung mit ^Mo- Molybdat-Ionen eine Lösung eines 100Mo-Molybdat-Salzes, wobei in der Lösung bei Bestrahlung mit dem Protonenstrahl bei den Kationen des 100Mo-Molybdat-Salzes eine Kernreaktion induziert wird, welche in mindestens ein Kationen-Endprodukt mündet, und wobei die Vorrichtung zusätzlich eine der Extraktionsstu¬ fe nachgeschaltete Reinigungsstufe aufweist, in der das ext¬ rahierte 99mTc von Verunreinigungen durch das Kationen- Endprodukt reinigbar ist.
In einer Ausführungsvariante ist ein Kreislauf vorgesehen, mit dem die nach Extraktion des 99mTc verbleibenden gelösten 100Mo-Molybdat-Ionen der bestrahlenden Lösung durch einen z.B geschlossenen Kreislauf wieder zuführbar sind. Insbesondere können, wenn die Lösung mit 100Mo-Molybdat-Ionen eine Lösung eines 100Mo-Molybdat-Salzes ist, die Vorrichtung zusätzlich eine im Kreislauf zwischengeschaltete Reinigungsstufe aufwei sen, in der das mindestens eine Kationen-Endprodukt vor Zu¬ führung der verbleibenden gelösten 100Mo-Molybdat-Ionen entfernt wird, insbesondere unter Verwendung eines Ionentau- schers .
Die vorangehende und die folgende Beschreibung der einzelnen Merkmale, deren Vorteile und deren Wirkungen bezieht sich so¬ wohl auf die Vorrichtungskategorie als auch auf die Verfah¬ renskategorie, ohne dass dies im Einzelnen in jedem Fall ex- plizit erwähnt ist; die dabei offenbarten Einzelmerkmale kön¬ nen auch in anderen als den gezeigten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Ausführungsformen der Erfindung mit vorteilhaften Weiterbil- düngen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:
Fig. 1 den Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von 99mTc aus einem Lithium-Molybdat-Salz,
Fig. 2 den Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von 99mTc aus einem Natrium-Molybdat-Salz, Fig. 3 den Aufbau einer Vorrichtung zur Erzeugung von 99mTc aus einem Kalium-Molybdat-Salz .
Gemäß der Ausführungsform von Fig. 1 wird zunächst eine wäss- rige Lösung 11 bereitgestellt, in welcher 6Li2 100MoO4 gelöst ist.
Die Lösung 11 wird anschließend zu einer Bestrahlungskammer 13 geführt, welche mit einem Protonenstrahl 15, der von einer Beschleunigereinheit 17 wie beispielsweise einem Zyklotron erzeugt wird, bestrahlt wird. Der Protonenstrahl 15 hat dabei bei Eintritt in die Bestrahlungskammer 13 eine Energie von 20 bis 25 MeV, und bei Austritt eine Energie von circa 10 MeV. In diesem Energiebereich wechselwirkt der Protonenstrahl 15 mit dem 100Mo und wandelt dieses in einer Kernreaktion
weise direkt in 99mTc um, anhand der Kernreaktion
100Mo(p,2n)99mTc.
Durch Bestrahlung der Li-Ionen treten weiterhin folgende Kernreaktionen auf: 6Li(p,3He)4H wobei das 4H sofort zu Tritium zerfällt.
Die bestrahlte Lösung wird einer Kammer 19 zur Solventextrak- tion zugeführt, in der mithilfe von MEK (Methylethylketon) das 99mTc aus der wässrigen Lösung extrahiert wird. Das in MEK gelöste 99mTc kann dann weiterverarbeitet werden, beispiels¬ weise in einem anschließenden Pharma-Modul (nicht gezeigt) . Die verbleibende Lösung des Molybdat-Salzes wird der ur¬ sprünglich bereitgestellten Lösung 11 wieder zugeführt.
Die Ausführungsform von Fig. 2 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, dass zunächst eine wässrige Lösung 21 bereitgestellt wird, in welcher a2 100MoO4 gelöst ist.
Durch Bestrahlung der Na-Ionen treten folgende Kernreaktionen auf: 23Na (p, n) 23Mg und 23Na (p, x) 18F . 23Mg zerfällt wiederum in das stabile Na. F hingegen ist radioaktiv.
Die bestrahlte Lösung wird einer Kammer 19 zur Solventextraktion zugeführt, in der mithilfe von MEK (Methylethylketon) das 99mTc aus der wässrigen Lösung extrahiert wird. Vor weite¬ rer Verarbeitung können Verunreinigungen durch das 18F mit- hilfe eines ersten Ionenaustauschers 23 entfernt werden.
Ebenso kann das F mithilfe eines weiteren Ionenaustauschers 25 entfernt werden, bevor die nach Extraktion von 99mTc verbleibende Lösung des Molybdat-Salzes der ursprünglich be¬ reitgestellten Lösung 21 wieder zugeführt wird. Die extrahierte und von F gereinigte mTc-Lösung 27 kann dann z.B. einem anschließenden Pharma-Modul bereitgestellt werden . Die Ausführungsform von Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 1 dadurch, dass zunächst eine wässrige Lösung 31 bereitgestellt wird, in welcher K2100MoO4 gelöst ist.
Durch Bestrahlung der Na-Ionen treten folgende Kernreaktionen auf: 41K(p,n) 41Ca, 41K (p, γ) 42Ca, 41K (p, γ) 38Ar, 39K(p,d)38K,
39K (p, γ) 40Ca . Von den entstehenden Kationen-Endprodukten ist lediglich das 41Ca instabil.
Die bestrahlte Lösung wird einer Kammer 19 zur Solventextrak- tion zugeführt, in der mithilfe von MEK (Methylethylketon) das 99mTc aus der wässrigen Lösung extrahiert wird.
Vor weiterer Verarbeitung können Verunreinigungen durch das 41Ca mithilfe eines ersten Ionenaustauschers 33 entfernt wer¬ den .
Ebenso kann das 41Ca und die anderen Ca-Ionen mithilfe eines weiteren Ionenaustauschers 35 entfernt werden, bevor die nach Extraktion von 99mTc verbleibende Lösung des Molybdat-Salzes der ursprünglich bereitgestellten Lösung 31 wieder zugeführt wird .
Die extrahierte und von 41Ca gereinigte 99mTc -Lösung kann dann z.B. in einer Trockeneinheit 37 getrocknet und einem an- schließenden Pharma-Modul (nicht gezeigt) bereitgestellt wer¬ den . Bezugs zeichenliste
11, 21, 31 wässrige Lösung
13 Bestrahlungskämmer
15 Protonenstrahl
17 Beschleunigereinheit
19 Kammer zur Solventextraktion
23, 33 erster Ionenaustauscher
25, 35 weitere Ionenaustauscher
27 gereinigte 99mTc-Lösung 27
29 Trockenvorrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Produktion von mTc, umfassend folgende
Schritte :
- Bereitstellen einer Lösung (11, 21, 31) mit 100Mo-Molybdat- Ionen,
- Bereitstellen eines Protonenstrahls (15) mit einer Energie, die geeignet ist, bei Bestrahlung von 100Mo-Molybdat-Ionen eine 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion zu induzieren,
- Bestrahlen der Lösung mit dem Protonenstrahl (15) und Induktion einer 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion,
- Anwenden eines Extraktionsverfahrens zur Extraktion des
99mTc aus der Lösung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei
das Extraktionsverfahren ein Solventextraktionsverfahren, insbesondere unter Verwendung von Methylethylketon, ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei
die nach Extraktion des 99mTc verbleibenden gelösten 100Mo-
Molybdat-Ionen der zu bestrahlenden Lösung wieder zugeführt werden .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lösung mit 100Mo-Molybdat-Ionen eine Lösung eines 100Mo-
Molybdat-Salzes (11, 21, 31) ist, wobei in der Lösung (11, 21, 31) durch Bestrahlen mit dem Protonenstrahl bei den Kationen des 100Mo-Molybdat-Salzes eine Kernreaktion induziert wird, welche in mindestens ein Kationen-Endprodukt mündet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei
nach Extraktion des 99mTc die verbleibenden, gelösten 100Mo- Molybdat-Ionen der bestrahlenden Lösung wieder zugeführt werden und das mindestens eine Kationen-Endprodukt vor Zuführung entfernt wird, insbesondere unter Verwendung eines Ionentau- schers (25, 35) .
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei nach Extraktion des 99mTc aus der Lösung das extrahierte 99mTc von Verunreini¬ gungen durch das Kationen-Endprodukt gereinigt wird, insbe¬ sondere unter Verwendung eines Ionenaustauschers (23, 33) .
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das 100Mo-Molybdat-Salz 6Li2 100MoO4 umfasst, und wobei das mindes¬ tens eine Kationen-Endprodukt 3H umfasst.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das
100Mo-Molybdat-Salz Na2 100MoO4 umfasst, und wobei das Kationen- Endprodukt 18F umfasst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das 100Mo-Molybdat-Salz K2 100MoO4 umfasst, und wobei das Kationen- Endprodukt Ca-Ionen umfasst.
10. Vorrichtung zur Produktion von 99mTc, umfassend
- eine Lösung (11, 21, 31) mit 100Mo-Molybdat-Ionen,
- einen Beschleuniger zur Bereitstellung eines Protonenstrahls mit einer Energie die geeignet ist, bei Bestrahlung von 100Mo-Molybdat-Ionen eine 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion zu induzieren, zur Bestrahlung der Lösung und zur Induktion einer 100Mo (p, 2n) 99mTc-Kernreaktion,
- einer Extraktionsstufe (19) zur Extraktion des 99mTc aus der Lösung .
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die nach Extraktion des 99mTc verbleibenden gelösten 100Mo-Molybdat-Ionen der zu bestrahlenden Lösung (11, 21, 31) durch einen Kreislauf wieder zuführbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
wobei die Lösung mit 100Mo-Molybdat-Ionen eine Lösung (11, 21, 31) eines 100Mo-Molybdat-Salzes ist, wobei in der Lösung (11, 21, 31) bei Bestrahlung mit dem Protonenstrahl (15) bei den Kationen des 100Mo-Molybdat-Salzes eine Kernreaktion induziert wird, welche in mindestens ein Kationen-Endprodukt mündet.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
wobei die Vorrichtung zusätzlich eine der Extraktionsstufe (19) nachgeschaltete erste Reinigungsstufe (23, 33) aufweist, in der das extrahierte 99mTc von Verunreinigungen durch das Kationen-Endprodukt reinigbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
wobei die Vorrichtung zusätzlich eine zweite Reinigungsstufe (25, 35) aufweist, in der das mindestens eine Kationen- Endprodukt vor Zuführung der verbleibenden gelösten 100Mo- Molybdat-Ionen zu der zu bestrahlenden Lösung (11, 21, 31) entfernt wird, insbesondere unter Verwendung eines Ionentau- schers .
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