利用医用同位素生产堆生产^89Sr

邓启民 李茂良 程作用
成都云克药业有限公司,四川成都610041

文章摘要:医用同位素生产堆（MIPR）是一种新型的同位素生产堆,是以低浓铀或高浓铀为燃料的水均匀溶液反应堆.^89Sr是用于减轻恶性肿瘤骨转移骨痛的亲骨性放射性药物。本文介绍了医用同位素生产堆的结构、特点以及用它来生产^89Sr的原理。
文章主题:医用同位素生产堆 水均匀溶液反应堆 ^89Sr

文章内容：第2卷第3期2007年8月同位素.2.3.2007利用医用同位素生产堆生产89邓启民,李茂良,(成都云克药业有限公司,四程作用成都610041)摘要:医用同位素生产堆()是一种新型的同位素生产堆,是以低浓铀或高浓铀为燃料的水均匀溶液反应堆.是用于减轻恶性肿瘤骨转移骨痛的亲骨性放射性药物.本文介绍了医用同位素生产堆的结构,特点以及用它来生产的原理.关键词:医用同位素生产堆;水均匀溶液反应堆;中图分类号:922文献标识码:文章编号:1000—7512(2007)03—185—04一89—,—,—(,610041):()—,'—()()1.鹋—.89.舳—.:鹋;;—;(ⅲ一52.5)为纯8发射体,发射最大能量8射线是1.46(～100),对软组织的平均射程为2.4.明1是用于减轻恶性肿瘤骨转移骨痛的亲骨性放射性药物,111～148的舳可使恶性肿瘤骨转移引起的骨痛明显缓解3～6个月,有效率可达6～84,具有很大的临床应用价值.鹋是以明1的形式静脉注射至体内,使用剂量为1.48～2.22/,通常治疗剂量是148(4).鹋通常利用热中子通过韶(,7)鹋反应或利用快中子通过鹋(,)鲫反应生产.利用热中子反应堆生产鹋,其反应截面很小(5.8×10),产量低,当辐照天然靶时还同时生成半衰期为65.2的踮,同位素发射7射线一0.514,因此很难对其进行化学分离.而利用浓缩韶靶生产舳的成本高.利收稿日期:2007—04—02修回日期:2007—05—31基金项目:中国核动力研究设计院医用同位素生产堆技术研发项目作者简介:邓启民(1979～),男(汉族),江西遂川人,助理研究员(博士),核技术及应用专业186同位素第2卷用快中子反应堆生产的.纯度高,但由于核反应截面相对热中子反应更小(&;10),产量更低,并且许多国家没有快中子反应堆,因此研究生产.的新方法很有必要.1医用同位素反应堆简介医用同位素反应堆()是均匀性水溶液反应堆,以硝酸铀酰或硫酸铀酰为燃料,燃料船的富集度为2～99/6.概念最早是在1992年由美国8(8)公司的和【提出.8公司设计的结构示意图示于图1.该反应堆以2低浓铀为燃料,铀浓度为117/『3].运行中燃料溶液中的船在反应堆运行中裂变生成,"等放射性核素,和¨都是重要的医用放射性核素,这些核素可以在停堆后让燃料溶液通过产品提取柱提取.而从气回路中也可以提取¨,.等医用放射性核素.利用生产放射性核素与传统的固体靶辐照法相比有以下优点]:①负温度系数大,固有安全性好,反应堆具有反应自调节性;②使用的燃料为硝酸铀酰或者硫酸铀酰溶液,没有固体燃料元件的加工运输和乏燃料后处理,也无需靶件的加工,辐照和溶解处理;③孙燃耗约为1.2/(?),以200运行每天的燃耗约为0.24,而且运行一次可以生产多种重要的医用放射性核素,如姻,¨和.,以200运行24,可以生产约74,¨约14.8,.约3.7.因此反应堆的利用效率高,生产成本低.图1结构示意图2生产驰原理运行中,柏裂变将产生87,,.,..,.,.,和31,35,138139140141等放射性惰性气体.这些裂变产生的放射性气体很快(约2)逸出溶液进入气体回路.这些放射性惰性气体衰变生成的子体核素有.,,,和¨,¨/¨,¨.,"./¨.,等,其中,和与属不同元素,可以采用化学方法分离『7],而.与属同一元素,难以采用化学方法分离.因此要从的气回路得到.产品,关键在于.与帅的分离.的半衰期为29,而.半衰期为52.5,"属于极毒放射性核素,如果进入人体,会对人体组织造成长期的辐射损伤,因此要求严格控制医用.产品中帅与.的放射性活度比低于1一.明(/一197.7)在铀裂变中的产额为4.88,曲衰变成曲后再衰变成粕.(/一33)在铀裂变中的产额为5.93,衰变成帅后再衰变成..和帅的衰变链示于图2.因此可以利用.与这两种放射性惰性气体的半衰期不同来分离它们的衰变产物.和帅..的提取可以在气回路中设置气回路旁路,使从反应堆芯产生的气体进人旁路,在旁路中实现.与"的分离.第3期邓启民等:利用医用同位素生产堆生产.187.4.4.4.4:"!!:!》52.59:!:!》52.59—皇4_图2.'和"的衰变链俄罗斯研究院和美国-()公司联合开发设计了在俄罗斯堆上的气回路旁路提取..,该装置示意图示于图3_8].运行20后运行图3的气回路旁路生产..打开图3中的阀3和阀9,并开启泵5将堆芯内产生的气体输入到∞沉降段(管4).∞沉降段作用是使气体中的绝大部分∞充分衰变成∞,∞再衰变成沉降在管壁上或通过过滤器6时被过滤.气体经过过滤器6进入..提取段(管7),其中的大部分..在此段衰变成..89再衰变成..沉降在管壁,没有沉降的固体通过过滤器8去除.∞沉降段的长度设计是基于气体中∞能充分衰变,同时又要保证尽可能多的..在黯提取段衰变.∞沉降段长度由气体通过时需要的时间和气流的速度决定,如气流的速度为2/,需要的时间为10,则管的直径为10,长图3气回路旁路.'提取装置示意图1——堆芯;2——加热器;3——阀门;4——.成像管;5——泵;6——过滤器;7——成像管;8——过滤器度为2551.如管的直径为20,长度为641,气体中的∞在∞沉降段经过10衰变后,在..提取段得到的..产品中∞与..的放射性活度比可以达到10～...沉降段的设计也是根据..衰变需要的时间和流速决定...提取结束后,阀3和阀9以及泵5关闭.沉降在..提取段和过滤器8中的固体通过酸溶解后用化学方法分离其中的其它杂质(,,,等),最后得到符合医用标准的鲫.产品.3结束语利用图3..提取装置,反应堆以20功率运行20后可以提取到130.._9].如果以200功率运行,一年至少能提取到约14.8舳.不仅可以生产∞,还可以在气回路中提取到大量.,而且从气回路和液体回路中还可以提取¨,这将大大提高的利用率,降低医用放射性核素的生产成本.使得生产..和∞的生产工艺简单,经济,而且∞的燃耗少,不需要燃料的后处理,减少了对环境的污染.