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无铀医用同位素是核医学的突破

2022-02-24 23:38     来源:innovationorigins.com     加速器技术 核医学医用同位素

医用同位素的供应正变得越来越成问题。世界上只有六座反应堆负责生产它们。目前,荷兰佩滕镇的发电厂因冷却系统泄漏而关闭。这意味着癌症患者面临着在健康恶化时不得不等待更长时间才能得到诊断或治疗的风险。

高浓缩铀

为了避免不得不依赖专门的、大多是过时的核反应堆,比利时放射性元素研究所(IRE)早在2015年就启动了所谓的SMART项目(MedicAl RadioisoTopes的来源)。该项目旨在开发一种基于技术加速器、不使用铀的可持续和可靠的替代品。从环境和安全的角度来看,开发一种高浓缩铀的替代品也是可取的。ASML在2018年成为该项目参与者。另一个合作伙伴是荷兰技术开发商和生产商Demcon公司。

在SMART概念下,99Mo的提炼方式与核医学应用中的通常情况不同。99Mo是一种同位素,是生产锝99m的原材料。这种99mTc在核医学中作为一种放射性示踪剂使用。这意味着它对广泛的疾病研究很重要。

电子加速器

在 SMART 的情况下,非放射性钼 100 (100Mo) 被由加速电子组成的强光束照射。与传统的核反应堆生产相比,这种替代方案不需要浓缩铀,并且几乎不会产生“长寿命”放射性废物。但迄今为止,目前在这一领域使用的电子加速器并不符合大规模生产99mTc的规格。

在本月早些时候进行的一项试验中(本周才披露),ASML 能够生产出一种超导、高性能的线性电子加速器。加速器向由富含 100Mo 的钼组成的目标发射高能电子,然后将其转化为 99Mo。ASML 的这款设备是基于电子加速器技术的自由电子激光系统。

该测试需要在极端条件下使用液态金属进行冷却。该实验创造了人造物体能够承受的最高连续功率密度的世界纪录。该目标是由Demcon设计的,可以承受电子注入的极端热负荷。“为了与当今的发电机技术兼容,初始激活水平需要足够高,”Demcon 的高级机电系统工程师 Johannes Jobst 说。

关键里程碑

“这种激活水平需要将光束聚焦在不大于火柴盒的目标上。如果没有强烈的冷却,目标会瞬间蒸发。由于高比热容和导电性,只有液态金属才能提供足够的冷却能力。经过一些研究,液态钠被证明是 SMART 工厂的最佳冷却剂。”

这次成功的测试是迈向SMART工厂最终投产的一个重要里程碑。根据IRE的项目介绍,第一个试验工厂应该在2024年建立并运行。商业生产可能在2026年开始。

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