钼 (Mo-99) 在癌症和其他疾病的诊断中发挥着重要作用。几个小时后，放射性同位素衰变产生锝99m，它被用于每年为全世界数百万人进行检查所需的成像程序。当前基于裂变的工艺面临许多挑战，例如老化的反应堆和工艺对环境的影响。这就是为什么研究人员正在寻找替代生产方法的原因。在 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)，欧洲 SMART 合作现已在超导直线加速器 ELBE 的帮助下成功测试了 Mo-99 的生产。
ELBE 负责人 Peter Michel 教授解释说：“"我们将ELBE的性能发挥到了极致，在将近一周的时间里，我们不间断地将一束30千瓦的高能电子射向一毫米大小的钼靶，"HZDR辐射物理研究所ELBE负责人Peter Michel教授解释说。
“这意味着我们可以在很小的体积内储存总计 13 吉焦的能量。这大致相当于一架满载的波音 747-400 以每小时约 900 公里的最高速度飞行的动能。”
需要如此极端的能量密度才能触发所需的反应：“在目标处产生的轫致辐射会从原子核中分别击出一个中子，因此最终剩下的是所需的产品钼-99。”
虽然 HZDR 提供了必要的加速器技术，但荷兰科技公司 Demcon 负责实验装置。作为世界上最大的 Mo-99 生产商之一，比利时放射性元素研究所(IRE)发起了SMART(MedicAl RadioisoTopes来源)，并与荷兰公司ASML一起，与科学和工业界的合作伙伴合作开发该技术。
“ELBE 加速器是欧洲唯一适合我们实验的研究设施，因为只有在这里，光束质量才能在我们部署数天后保持稳定，”高级机电系统工程师 Johannes Jobst 说在德姆康。
“但我们成功的决定性因素是合作伙伴之间非常好的、信任的合作。就 ELBE 而言，我们不仅从独特的技术中受益匪浅，而且还从 ELBE 团队的科学专业知识和奉献精神中受益匪浅。”
复杂的实验装置：用液态钠冷却
由于极端条件，该实验对研究人员提出了许多挑战，需要复杂的实验设置。例如，他们必须在所使用的材料中控制巨大的压力和潜在的辐射损害，从而实施特殊的保障措施。
另一个挑战：在正常情况下，钼在辐射下只需要很短的时间就会蒸发。因此，Demcon 使用了基于液态钠的高导热性的特殊冷却技术。这种金属也被用作核反应堆中的传热流体，由于其高沸点和允许的广泛工艺温度范围，它能够吸收特别大量的热量。
此次试运行于 2 月初成功进行，是确认整个概念可行性的重要一步，并相信该技术可以在更大的工业规模上使用。新方法的优点是显而易见的：由于使用钼 100 作为起始材料，不再需要在核反应堆中分解铀——这意味着放射性废物更少，尤其是半衰期长的废物。IRE 及其合作伙伴正在继续开发完整的安装。这个雄心勃勃的计划的科学基础现在已经通过 ELBE 加速器的实验得到证实。
