WO2011092175A1

WO2011092175A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung zweier verschiedener radioaktiver isotope

Info

Publication number: WO2011092175A1
Application number: PCT/EP2011/051019
Authority: WO
Inventors: Arnd Baurichter; Oliver Heid; Timothy Hughes
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2010-02-01
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2011-08-04
Also published as: RU2549881C2; RU2012137198A; DE102010006433B4; BR112012019102A2; EP2532008A1; CN102741940B; DE102010006433A1; CA2788617A1; US20120321027A1; CN102741940A; JP2013518267A; CA2788617C; BR112012019102B1; US9287015B2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines ersten und zweiten radioaktiven Isotops mithilfe eines beschleunigten Partikelstrahls, bei dem der beschleunigte Partikelstrahl auf ein erstes Ausgangsmaterial gerichtet wird und bei dem das ersten radioaktive Isotop durch eine erste Kernreaktion aufgrund der Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem ersten Ausgangsmaterial erzeugt wird, der Partikelstrahl dadurch abgebremst wird und der Partikelstrahl anschließend auf ein zweites Ausgangsmaterial gerichtet wird, und das zweite radioaktive Isotop durch eine zweite Kernreaktion aufgrund der Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem zweiten Ausgangsmaterial erzeugt wird, wobei der Wirkungsquerschnitt für die Induktion der ersten Kernreaktion einen ersten Peak bei einer ersten Partikel-Energie aufweist, und wobei der Wirkungsquerschnitt für die Induktion der zweiten Kernreaktion einen zweiten Peak bei einer zweiten Partikel-Energie aufweist, welche niedriger ist als die erste Partikel-Energie. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung mit einer Beschleunigereinheit, einem ersten Bestrahlungsziel mit dem ersten Ausgangsmaterial und einen in Strahlverlaufsrichtung nachher angeordneten zweiten Bestrahlungsziel mit dem zweiten Ausgangsmaterial.

Description

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung zweier verschiedener radioaktiver Isotope

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung zweier verschiedener radioaktiver Isotope. Derartige radioaktive Isotope werden oftmals im Bereich der medizi^¬ nischen Bildgebung, z.B. bei der PET-Bildgebung und SPECT- Bildgebung eingesetzt.

Radionuklide für die PET-Bildgebung werden oftmals in der Nähe der Krankenhäuser produziert, beispielsweise mithilfe von Zyklotron-ProduktionsVorrichtungen .

Die US 6,433,495 beschreibt den Aufbau eines zu bestrahlenden Targets, das bei einem Zyklotron zur Produktion von Radionukliden für die PET-Bildgebung verwendet wird. Die WO 2006/074960 beschreibt ein Verfahren zur Produktion von radioaktiven Isotopen, welche durch Bestrahlung mit einem Partikelstrahl erzeugt werden.

Die US 6,130,926 offenbart ein Verfahren zur Produktion von Radionukliden mithilfe eines Zyklotrons und eines Target- Aufbaus mit rotierenden Folien.

Die JP 1254900 (A) beschreibt ein Verfahren, bei welchem ein geladener Partikelstrahl eine Zielkammer mit einem darin ent- haltenen Gas bestrahlt, um radioaktive Isotope zu produzie^¬ ren .

Für die SPECT-Bildgebung werden die zu verwendenden Radionuklide meistens in Kernreaktoren gewonnen, wobei hierbei oft- mals hochangereichertes Uran eingesetzt wird, beispielsweise um ⁹⁹Mo/^99mTc zu erhalten. Aufgrund internationaler Abkommen wird es jedoch in Zukunft zunehmend schwieriger werden, Reaktoren mit hochangereichertem Uran zu betreiben, was zu einem Engpass bei der Lieferung von Radionukliden für die SPECT- Bildgebung führen kann.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vor- richtung zur Erzeugung mindestens zweier verschiedener radioaktiver Isotope anzugeben, welche es erlauben, radioaktive Isotope insbesondere für die medizinische Bildgebung kosten^¬ günstig herzustellen und eine lokale dezentrale Herstellung ermöglichen .

Die Aufgabe wird gelöst durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Merkmalen der abhängigen Ansprüche. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erzeugung eines ersten radioaktiven Isotops und eines zweiten radioaktiven Isotops mithilfe eines beschleunigten Partikelstrahls werden folgende Schritte durchgeführt:

- Richten des beschleunigten Partikelstrahls auf ein erstes Ausgangsmaterial und Erzeugen des ersten radioaktiven Iso^¬ tops aus dem ersten Ausgangsmaterial durch eine erste Kern^¬ reaktion, welche durch eine Wechselwirkung des beschleunigten Partikelstrahls mit dem ersten Ausgangsmaterial indu^¬ ziert wird,

- Richten des beschleunigten Partikelstrahls auf ein zweites Ausgangsmaterial und Erzeugen des zweiten radioaktiven Isotops aus dem zweiten Ausgangsmaterial durch eine zweite Kernreaktion, welche durch eine Wechselwirkung des beschleunigten Partikelstrahls mit dem zweiten Ausgangsmate- rial induziert wird,

wobei der Wirkungsquerschnitt für die Induktion der ersten Kernreaktion durch die Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem ersten Ausgangsmaterial einen ersten Peak bei einer ersten Partikel-Energie aufweist, und wobei der Wirkungsquer- schnitt für die Induktion der zweiten Kernreaktion durch die Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem zweiten Ausgangs^¬ material einen zweiten Peak bei einer zweiten Partikel- Energie aufweist, welche niedriger ist als die erste Parti^¬ kel-Energie, und wobei das erste Ausgangsmaterial und das zweite Ausgangs^¬ material hintereinander im Strahlverlauf des Partikelstrahls angeordnet sind, derart dass der beschleunigte Partikelstahl zunächst das erste Ausgangsmaterial durchstrahlt, wodurch die erste Kernreaktion induziert wird, der Partikelstrahl dadurch an Energie verliert und anschließend das zweite Ausgangsmate^¬ rial bestrahlt, wodurch die zweite Kernreaktion induziert wird . Die Partikel, zum Beispiel Protonen, werden mithilfe einer Beschleunigereinheit beschleunigt und zu einem Strahl ge^¬ formt .

Die Wechselwirkung des beschleunigten Partikelstrahls mit dem ersten Ausgangsmaterial erzeugt das erste radioaktive Isoto^¬ pe, das aus dem ersten Ausgangsmaterial mit verschiedenen be^¬ kannten Verfahren gewonnen werden kann.

Der abgebremste Partikelstrahl, der mit dem zweiten Ausgangs- material wechselwirkt, erzeugt das zweite radioaktive Isotop, das wiederum aus dem zweiten Ausgangsmaterial gewonnen werden kann .

Auf diese Weise werden mit einem Partikelstrahl zwei unter- schiedliche radioaktive Isotope mit einer einmaligen Be^¬ schleunigung von Partikeln zu einem Partikelstrahl erzeugt und gewonnen, so dass sich die Produktion von zwei unterschiedlichen radioaktiven Isotopen kostengünstig erreichen lässt. Die Beschleunigung von Partikeln benötigt üblicherwei- se lediglich eine einzige Beschleunigereinheit mittlerer Grö^¬ ße, die auch lokal eingesetzt und installiert werden kann. Die beiden radioaktiven Isotope lassen sich mit dem beschriebenen Verfahren lokal in der Nähe bzw. im Umfeld des gewünschten Einsatzortes, beispielsweise im Umfeld eines Kran- kenhauses, erzeugen.

Vor allem bei der Produktion von Radionukliden für die SPECT- Bildgebung ist dies besonders vorteilhaft, da nun im Gegen- satz zu herkömmlichen, nicht lokalen Produktionsmethoden in großen Anlagen wie in Kernreaktoren und dem damit verbundenen Verteilungsproblem eine lokale Herstellung viele Probleme löst. Nuklearmedizinische Abteilungen können ihren Workflow unabhängig voneinander planen und sind nicht auf eine aufwändige Logistik und Infrastruktur angewiesen.

Das erste Ausgangsmaterial und das zweite Ausgangsmaterial sind getrennt voneinander hintereinander im Strahlverlauf an- geordnet. Der Partikelstrahl mit einer definierten ersten Energie durchstrahlt das erste Ausgangsmaterial, wobei die erste Energie höher ist als die zweite Energie, mit der der Partikelstrahl anschließend das zweite Ausgangsmaterial be^¬ strahlt. Insbesondere muss man auf diese Weise den Partikel- stahl nur auf eine erste Energie beschleunigen. Die zur Be^¬ strahlung des zweiten Ausgangsmaterials benötigte Energie wird zumindest teilweise durch Abbremsen des Partikelstrahls bei Durchstrahlung des ersten Materials erreicht. Insbesondere kann die Dicke des erste Ausgangsmaterials der^¬ art beschaffen sein und auf die nachfolgende Kernreaktion des Partikelstrahls mit dem zweiten Ausgangsmaterial abgestimmt sein, dass bei Durchdringung durch den Partikelstrahl der Partikelstrahl auf eine Partikel-Energie abgebremst wird, welche in einem Bereich liegt, in dem durch Wechselwirkung des abgebremsten Partikelstrahls mit dem zweiten Ausgangsma^¬ terial eine Kernreaktion induziert wird, die sich zur Erzeu^¬ gung und Gewinnung des zweiten radioaktiven Isotops eignet. Bei dieser Ausführungsform ist sichergestellt, dass die Dicke des ersten Ausgangsmaterials gering genug ist, so dass der austretende Partikelstrahl nach Austritt aus dem ersten Ausgangsmaterial eine genügend hohe Energie besitzt, um im zwei^¬ ten Ausgangsmaterial die gewünschte Wechselwirkung hervorzu- rufen. Andererseits kann die Dicke groß genug sein, um den Partikelstrahl in den erforderlichen Wechselwirkungsbereich abzubremsen, so dass zusätzliche Energiemodulatoren vor dem zweiten Ausgangsmaterial nicht mehr notwendig sind. Insbesondere kann der Partikelstrahl vor Durchstrahlung des ersten Ausgangsmaterials auf eine Energie von mindestens 15 MeV, insbesondere mindestens 25 MeV und bis auf eine Energie von über 50 MeV beschleunigt werden. Dadurch ist sicherge^¬ stellt, dass die erste Kernreaktion in einem Energiebereich stattfindet, der zur Erzeugung eines für die SPECT-Bildgebung verwendbaren Isotops liegt, wie beispielsweise zur Erzeugung von ^99mTc aus geeignetem Ausgangsmaterial.

Nach dem Durchtritt des ersten Ausgangsmaterials und vor der Bestrahlung des zweiten Ausgangsmaterials kann der Partikel^¬ strahl eine Energie von weniger als 15 MeV aufweisen. Dadurch ist gewährleistet, dass sich die Energie des Partikelstrahls in einem Bereich befindet kommt, in dem sich der Wechselwirkungsquerschnitt für die Induktion einer Kernreaktion zur Produktion eines Radionuklids für die PET-Bildgebung befindet, insbesondere zur Produktion von ¹¹C, ¹³N, ¹⁸F oder ¹⁵0 aus geeignetem bekannten Ausgangsmaterial.

Das erste Ausgangsmaterial bzw. das zweite Ausgangsmaterial kann je nach gewünschtem, zu erzeugenden radioaktiven Isotop als Metall vorliegen, eine chemische Verbindung sein, in fester Form vorliegen oder in flüssiger Form vorliegen. Bei- spielsweise kann eine flüssige Lösung verwendet werden, in der sich natürlich vorkommende oder angereichte Isotope be^¬ finden, die dann durch Bestrahlung das gewünschte radioaktive Isotop erzeugen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten radioaktiven Isotops und eines zweiten radioaktiven Isotops mithilfe eines beschleunigten Partikelstrahls, umfasst:

- eine Beschleunigereinheit zum Bereitstellen eines Partikel^¬ strahls, insbesondere eines Protonenstrahls,

- einem ersten Bestrahlungsziel, welches ein erstes Ausgangs^¬ material umfasst und auf das der beschleunigte Partikel^¬ strahl richtbar ist, wobei aus dem ersten Ausgangsmaterial durch eine erste Kernreaktion, welche durch eine Wechsel- Wirkung des beschleunigten Partikelstrahls mit dem ersten Ausgangsmaterial induzierbar ist, das ersten radioaktive Isotop erzeugbar ist, und wobei der Partikelstrahl bei Durchstrahlung des ersten Ausgangsmaterials abgebremst wird,

- einem in Strahlverlaufsrichtung hinter dem ersten Bestrahlungsziel angeordneten zweiten Bestrahlungsziel, welches ein zweites Ausgangsmaterial umfasst, wobei aus dem zweiten Ausgangsmaterial durch eine zweite Kernreaktion, welche durch eine Wechselwirkung des abgebremsten beschleunigten Partikelstrahls mit dem zweiten Ausgangsmaterial induzier^¬ bar ist, das zweite radioaktive Isotop erzeugbar ist, wobei der Wirkungsquerschnitt für die erste Kernreaktion bei einer höheren Partikel-Energie liegt als der Wirkungsquerschnitt für die zweite Kernreaktion.

Das erste radioaktive Isotop kann ein für die SPECT-

Bildgebung geeignetes Radionuklid sein, insbesondere ^99mTc

Das das zweite radioaktive Isotop kann ein für die PET-

Bildgebung geeignetes Radionuklid sein, insbesondere ^X1C,

Die die Beschleunigereinheit kann zur Beschleunigung des Par tikelstrahls vor Durchstrahlung des ersten Ausgangsmaterials auf eine Energie von mindestens 15 MeV, insbesondere mindes^¬ tens 25 MeV ausgebildet sein.

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 Ausgestaltungen gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche werden anhand der folgenden Zeichnung näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Überblick über den Aufbau der Vorrichtung zur Erzeugung zweier verschiedener radioaktiver Isotope,

Fig. 2 ein Diagramm zur Illustration unterschiedlicher Wirkungsquerschnitte für verschiedene Kernreaktionen mit unterschiedlichen Ausgangsmaterialien,

Fig. 3 ein Diagramm zur Illustration der Verfahrensschritte, die bei der Durchführung des Verfahrens durchgeführt werden können.

Fig. 1 zeigt einen Überblick über die Vorrichtung zur Erzeugung zweier verschiedener Radionuklide, eines davon für die SPECT-Bildgebung, ein anderes für die PET-Bildgebung .

Der Protonenstrahl 11 wird durch eine Beschleunigereinheit 13 wie beispielsweise einem Zyklotron bereitgestellt und hat zu^¬ nächst eine erste Energie von 15 MeV bis 50 MeV.

Anschließend wird der Protonenstrahl auf eine erste Target- Einheit 15 gerichtet, welche einen Stapel des Ausgangsmateri^¬ als umfasst, das durch Wechselwirkung mit dem Partikelstrahl in einer Kernreaktion das für die SPECT-Bildgebung einzusetzende ⁹⁹Mo/^99mTc erzeugt. Mithilfe einer Auskopplungsvorrich^¬ tung 17 wird das in dem Stapel erzeugte erste radioaktive Isotop 19 extrahiert und gesammelt, so dass es für die weite^¬ re Verwendung bereitsteht.

Target-Material für die Erzeugung von ^mTc kann dabei Mo sein, sodass ^99mTc aus der Kernreaktion ¹⁰⁰Mo (p, n) ⁹⁹Tc hervor- geht. Durch den Durchgang durch die erste Target-Einheit 15 wird der Protonenstrahl 11 auf eine Energie abgebremst, welche un^¬ terhalb von 15 MeV liegt.

Anschließend wird der Protonenstrahl 11 auf eine zweite Tar^¬ get-Einheit 21 gerichtet, in welchem sich ein Stapel des zweiten Ausgangsmaterials befindet, das durch Wechselwirkung mit dem Protonenstrahl 11 in einer weiteren Kernreaktion das Radionuklid für die PET-Bildgebung erzeugt.

Das zweite radioaktive Isotop kann beispielsweise ¹¹C, ¹³N, ¹⁸F oder ¹⁵0 sein. Das zweite radioaktive Isotop 25 wird eben^¬ falls mithilfe einer weiteren Auskoppelvorrichtung 23 aus der zweiten Target-Einheit 21 entfernt und gesammelt, so dass es für die weitere Verwendung bereitsteht.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über Target- Materialien und Kernreaktionen, mit denen PET-Radionuklide erzeugt werden können.

Fig. 2 zeigt an einem stark schematisierten Diagramm, bei dem der Wirkungsquerschnitt o abhängig von der Teilchenenergie E des Partikelstrahls für verschiedene Kernreaktion aufgetragen ist. Eine erste Wirkungsquerschnittskurve 31 kennzeichnet die erste Kernreaktion, die durch den Partikelstrahl in dem ersten Ausgangsmaterial induziert wird. Eine zweite Wirkungs^¬ querschnittskurve 33 kennzeichnet die zweite Kernreaktion, die durch den Partikelstrahl in dem zweiten Ausgangsmaterial induziert wird.

Zu sehen ist, dass der Peak für den ersten Wirkungsquer- schnitt bei deutlich höheren Energien liegt als der Peak für den Wirkungsquerschnitt bei niedrigeren Energien. Dieser Sachverhalt wird bei der Vorrichtung bzw. bei dem Verfahren ausgenutzt, da nun ein und derselbe Partikelstrahl verwendet werden kann, um nacheinander die gewünschten Kernreaktionen auszulösen. Die bei der ersten Kernreaktion auftretende Ab- bremsung des Partikelstrahls ist dabei gewünscht, da er so in den für die zweite Kernreaktion günstigen Energiebereich gelangt . Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Verfahrens^¬ schritte bei einer Ausführungsform des Verfahrens.

Zunächst wird der Partikelstrahl erzeugt. Dies kann mithilfe eines Zyklotrons geschehen, das einen Partikelstrahl mit stets derselben Endenergie erzeugt (Schritt 41) .

Anschließend wird der Partikelstrahl auf ein Target gerichtet, das das erste Ausgangsmaterial umfasst (Schritt 43) . Durch Wechselwirkung des Partikelstrahls mit dem ersten Aus- gangsmaterial wird eine erste Kernreaktion induziert, in der das erste radioaktive Isotop erzeugt wird. Das erzeugte ra^¬ dioaktive Isotop wird durch bekannte Extensionsverfahren ge^¬ wonnen (Schritt 45) . Anschließend wird der abgebremste Partikelstrahl auf ein zweites Target gerichtet, das ein zweites Ausgangsmaterial umfasst (Schritt 47). In einer zweiten Kernreaktion entsteht das zweite radioaktive Isotop, das anschließend durch bekann^¬ te Extraktionsverfahren gewonnen wird (Schritt 49). Bezugs zeichenliste

11 Protonenstrahl

13 Beschleunigereinheit

15 erste Target-Einheit

17 erste Auskoppelvorrichtung

19 erste radioaktive Isotop

21 zweite Target-Einheit

23 weitere Auskoppelvorrichtung

25 zweite radioaktive Isotop

31 erster Wirkungsquerschnittskurve

33 zweite Wirkungsquerschnittskurve

41 Schritt 41

43 Schritt 43

45 Schritt 45

47 Schritt 47

49 Schritt 49

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung eines ersten radioaktiven Isotops (19) und eines zweiten radioaktiven Isotops (25) mithilfe ei- nes beschleunigten Partikelstrahls (11),

- Richten des beschleunigten Partikelstrahls (11) auf ein erstes Ausgangsmaterial und Erzeugen des ersten radioaktiven Isotops (19) aus dem ersten Ausgangsmaterial durch eine erste Kernreaktion, welche durch eine Wechselwirkung des beschleunigten Partikelstrahls (11) mit dem ersten Ausgangsmaterial induziert wird,

- Richten des beschleunigten Partikelstrahls (11) auf ein zweites Ausgangsmaterial und Erzeugen des zweiten radioakti^¬ ven Isotops (25) aus dem zweiten Ausgangsmaterial durch eine zweite Kernreaktion, welche durch eine Wechselwirkung des beschleunigten Partikelstrahls (11) mit dem zweiten Ausgangsma^¬ terial induziert wird, wobei der Wirkungsquerschnitt für die Induktion der ersten Kernreaktion (31) durch die Wechselwirkung des Partikelstrahls (11) mit dem ersten Ausgangsmaterial einen ersten Peak bei einer ersten Partikel-Energie aufweist, und wobei der Wirkungsquerschnitt für die Induktion der zweiten Kernre^¬ aktion (33) durch die Wechselwirkung des Partikelstrahls (11) mit dem zweiten Ausgangsmaterial einen zweiten Peak bei einer zweiten Partikel-Energie aufweist, welche niedriger ist als die erste Partikel-Energie, und wobei das erste Ausgangsmaterial und das zweite Ausgangs^¬ material hintereinander im Strahlverlauf des Partikelstrahls (11) angeordnet sind, derart dass der beschleunigte Partikel^¬ stahl zunächst das erste Ausgangsmaterial durchstrahlt, wo- durch die erste Kernreaktion induziert wird, der Partikel^¬ strahl dadurch an Energie verliert und anschließend das zwei^¬ te Ausgangsmaterial bestrahlt, wodurch die zweite Kernreakti^¬ on induziert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

wobei die Dicke des erste Ausgangsmaterials derart beschaffen ist, dass bei Durchdringung durch den Partikelstrahl (11) der Partikelstrahl (11) auf eine Partikel-Energie abgebremst wird, welche in einem Bereich liegt, in dem durch Wechselwirkung des abgebremsten Partikelstrahls (11) mit dem zweiten Ausgangsmaterial eine Kernreaktion induziert wird, die sich zur Erzeugung und Gewinnung des zweiten radioaktiven Isotops (25) eignet.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Partikelstrahl, insbesondere ein Protonenstrahl (11), vor Durchstrahlung des ersten Ausgangsmaterials auf ei- ne Energie von mindestens 15 MeV, insbesondere mindestens 25 MeV beschleunigt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Partikelstrahl, insbesondere ein Protonenstrahl (11), vor Bestrahlung des zweiten Ausgangsmaterials eine Energie von weniger als 15 MeV aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste radioaktive Isotop (19) ein für die SPECT- Bildgebung geeignetes Radionuklid ist, insbesondere ^99mTc.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zweite radioaktive Isotop (25) ein für die PET- Bildgebung geeignetes Radionuklid ist, insbesondere ¹¹C, ¹³N, ¹⁸F oder ¹⁵0.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Ausgangsmaterial oder das zweite Ausgangsmaterial ein Metall oder eine chemische Verbindung ist, und insbeson- dere in flüssiger Lösung oder in gasförmigem Zustand gehalten wird .

8. Vorrichtung zur Erzeugung eines ersten radioaktiven Isotops (19) und eines zweiten radioaktiven Isotops (25) mithil- fe eines beschleunigten Partikelstrahls (11), umfassend: - eine Beschleunigereinheit (13) zum Bereitstellen eines Par^¬ tikelstrahls (11), insbesondere eines Protonenstrahls,

- einem ersten Bestrahlungsziel (15), welches ein erstes Aus^¬ gangsmaterial umfasst und auf das der beschleunigte Parti- kelstrahl (11) richtbar ist, wobei aus dem ersten Ausgangs^¬ material durch eine erste Kernreaktion, welche durch eine Wechselwirkung des beschleunigten Partikelstrahls (11) mit dem ersten Ausgangsmaterial induzierbar ist, das ersten ra^¬ dioaktive Isotop (19) erzeugbar ist, und wobei der Parti- kelstrahl (11) bei Durchstrahlung des ersten Ausgangsmate^¬ rials abgebremst wird,

- einem in Strahlverlaufsrichtung hinter dem ersten Bestrahlungsziel (15) angeordneten zweiten Bestrahlungsziel (21), welches ein zweites Ausgangsmaterial umfasst, wobei aus dem zweiten Ausgangsmaterial durch eine zweite Kernreaktion, welche durch eine Wechselwirkung des abgebremsten beschleunigten Partikelstrahls (11) mit dem zweiten Ausgangsmaterial induzierbar ist, das zweite radioaktive Isotop (25) er- zeugbar ist, wobei der Wirkungsquerschnitt für die erste Kernreaktion (31) bei einer höheren Partikel-Energie liegt als der Wirkungs^¬ querschnitt für die zweite Kernreaktion (33) .

9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

wobei das erste radioaktive Isotop (19) ein für die SPECT- Bildgebung geeignetes Radionuklid ist, insbesondere ^99mTc um^¬ fasst, und/oder wobei das wobei das zweite radioaktive Isotop (25) ein für die PET-Bildgebung geeignetes Radionuklid ist, und insbesondere ¹¹C, ¹³N, ¹⁸F oder ¹⁵0 umfasst.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Vorrichtungsan sprüche,

wobei die Beschleunigereinheit (13) ausgebildet ist zur Be^¬ schleunigung des Partikelstrahls (11) vor Durchstrahlung des ersten Ausgangsmaterials auf eine Energie von mindestens 15 MeV, insbesondere mindestens 25 MeV.