【正文】 2. 簡述 131I干法生產(chǎn)工藝。由于 90Sr是一種毒性很高的長壽命放射性核素，因此對 90Sr的穿漏率必要進行嚴格的控制。 作為母體核素， 68Ge的半衰期為 288d，它主要通過68Ga（ p， 2n） 68Ge、 67Zn（ 3He， 2n） 68Ge或 66Zn（ α， 2n）68Ge等核反應(yīng)制備。 188W188Re發(fā)生器于 1998年開始發(fā)展，并不斷得到改進與完善。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 96 2. 凝膠型 99Mo99mTc發(fā)生器制備流程見教材 圖 225 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 97 3. 凝膠型 99Mo99mTc發(fā)生器生產(chǎn)控制點 在凝膠型 99Mo99mTc發(fā)生器柱填料的生產(chǎn)中，對凝膠型發(fā)生器淋洗性能影響最大的是凝膠的干燥條件與裝柱凝膠的粒度。然后用 %的生理鹽水預淋洗，檢驗發(fā)生器管路是否通暢。 母體核素 99Mo主要有兩種獲得方式： ?235U（ n， f） 99Mo法 裂變 99Mo提取具有工藝復雜、強放廢物多等缺點，但可獲得高比活度的無載體 99Mo，以制備高品質(zhì)的色譜型 99Mo99mTc發(fā)生器。要求簡單、快速、產(chǎn)額高，反復分離仍保證高核純度、放化純度和放射性濃度，最好是能符合直接應(yīng)用的要求。 常采用離子色譜法 。由單一子體核素活度公式在 時，有 12 ?? ? mtt ??2 2 21 1 2 1.N c o n s tN??? ? ???? 像這樣一個恒定的活度比值的情況稱之為 瞬時平衡 。目前放射性核素發(fā)生器應(yīng)用最多的還是核醫(yī)學 。 123I的化學分離方法多用 干法蒸餾法 。 但不管何種靶件，要求選用的流程效率高、不引入載體、周期短。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 72 加速器生產(chǎn)放射性核素 加速器參數(shù) 核反應(yīng)產(chǎn)額 產(chǎn)品核純度 A 核反應(yīng)的選擇 ①帶電粒子束必須具有足夠的能量 ②帶電粒子束必須具有足夠的粒子流量 入射粒子靜止質(zhì)量越小，能量越大，靶核原子序數(shù)越小，則產(chǎn)額越大 發(fā)生核反應(yīng)時，可能同時會發(fā)生競爭反應(yīng)，從而導致產(chǎn)品純度不高，需要選擇合適的核反應(yīng)及入射粒子能量 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 73 B 加速器用靶件的制備 固體靶 液體靶和氣體靶 ① 內(nèi)靶方式是將靶件放在加速器的真空室內(nèi)照射，其生產(chǎn)效率高，但操作復雜。 ? 加速器生產(chǎn)核素時，入射粒子是帶電粒子，所生成的放射性核素都是貧中子的核素。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 65 高壓倍加加速器 靜電加速器 回旋加速器 直線加速器 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 66 1. 高壓倍加加速器 CockcroftWalton accelerator 這是最早用來加速粒子的高壓裝置。用可制備很 多品種 的放射性核素，這些放射性核素大多數(shù)因核內(nèi)中子貧乏而 以正電子或低能 γ射形式衰變，半衰期一般較短，比活度高，并且可以得到無載體放射性核素 ，盡管它的生產(chǎn)能力較低，但由于它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)，尤其是 在生物醫(yī)學方面具有特殊的用途 ，其用量不斷增加，現(xiàn)已成為放射性核素生產(chǎn)不可缺少的手段。 ?水溶液堆的建堆成本較低。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 60 （ 1）水溶液堆的發(fā)展概況 1944年， Richard Feynman首次提出，該反應(yīng)堆型中所用的核材料不是通常使用的固體燃料，而是溶解在普通輕水中的 高豐度鈾鹽（如硝酸鈾酰或硫酸鈾酰）溶液 。 冷卻 2d后，一個靶件將產(chǎn)生 1012Bq99Mo、 1012Bq 131I、 1012Bq 133Xe等裂片元素。 下面以日本開展的裂變 99Mo生產(chǎn)為例介紹裂變 99Mo生產(chǎn)技術(shù)。 在 N、 I、 σ不變的情況下，裂變產(chǎn)物的放射性與裂變產(chǎn)額 Yi有關(guān)，并隨著 T、 t而變化。 125I種子 (seed)源 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 44 （ 2） 125I循環(huán)回路間歇式生產(chǎn)工藝 生產(chǎn)方式 主要核反應(yīng) IXenXe 1 2 51 2 51 2 4 ),( ??目前有兩種生產(chǎn)方法： A 氣體靶法 將 124Xe封裝在不銹鋼筒內(nèi)制成內(nèi)靶，然后置于高純鋁筒內(nèi)做成輻照靶件入堆輻照。 碘 131膠囊 分離方式： 干法蒸餾、濕法蒸餾、電解蒸餾 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 39 Ａ —過濾器， B—流量計， C—壓力計， D—蒸發(fā)爐， E—純化爐， F—吸收柱，G—閥，Ｈ —活性碳柱， I—活性碳測量柱， J—真空泵 圖 25 131I干法生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖 主要包括 加熱蒸餾 、 堿液吸收 、 廢氣處理 三部分組成。L1HCl洗脫 113mIn 125I 124Xe氣 124Xe氣體靶入堆輻照后，取出、冷卻衰變一星期，然用NaOH吸收 125I。輻照后的靶件一般都需要經(jīng)過化學處理（目標核素的分離與純化）后才能制成滿足用戶需要的放射性核素制品。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 30 B 盡可能高的中子注量率 C 適合的輻照時間 反應(yīng)堆生產(chǎn)放射性核素的產(chǎn)額與中子注量率成正比。用天然的 Sn作靶，經(jīng)過（ n， γ）反應(yīng)得到的 113Sn含有大量的同位素載體，只有用高富集度的 112Sn，才能得到高比活度的 113Sn。 與 （ n, γ） 反應(yīng)加 β 衰變以及 （ n， p） 反應(yīng)一樣，利用（ n, α） 反應(yīng)也可以生產(chǎn)無載體放射性核素。 W1 8 67 4( n , γ ) w1 8 77 4( n , γ ) W1 8 87 4 R e1 8 87 5ββ2 3 . 7 hR e1 8 77 56 9 d④ 通過 （ n, γ） 反應(yīng)過程中的 熱原子效應(yīng) ，可以得到較高比活度的放射性核素， 如用此方法制備 51Cr（鉻）、 65Zn等。能量很低的慢中子和中能中子主要引發(fā) （ n， γ） 反應(yīng)，慢中子還能引發(fā) （ n，p） 反應(yīng)和 （ n， α） 反應(yīng) 、（ n， f） 反應(yīng)等；對于快中子，主要是彈性散射的 （ n， n） 反應(yīng)和非彈性散射的 （ n， n′） 反應(yīng)，其次是 （ n， α） 反應(yīng) 、（ n， p） 反應(yīng)和 （ n， γ） 反應(yīng)；高能中子能引起 （ n， n） 反應(yīng)、 （ n， n′） 反應(yīng) 、（ n， p） 反應(yīng) 、（ n， α） 反應(yīng) 、（ n， 2n） 反應(yīng) 、（ n， 3n） 反應(yīng)等。靶子物經(jīng)加速器輻照后，通過分離，可以得到無載體的放射性核素，但它的產(chǎn)量遠比反應(yīng)堆生產(chǎn)的小。此外，從反應(yīng)堆運行過程中核燃料因發(fā)生裂變核反應(yīng)生成的產(chǎn)物中也可提取大量的放射性核素。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 11 人工放射性核素 1934年，法國科學家約里奧 g 1 3H 宇宙射線與 N和 O相互作用；宇宙線散裂；6Li（ n， α ） 3H ～ 103Bq 反應(yīng)堆制備 加速器生產(chǎn) 本章中將主要介紹人工放射性核素的制備方法。 ? 最后都生成穩(wěn)定的核數(shù)。 232Th由于經(jīng)過快中子轟擊后可生成 233U，因此它將是 235U資源匱乏時潛在的替代核燃料之一。 約里奧 — 居里和丈夫弗雷德里奧 這也是人工放射性核素最重要的來源之一。 （ 2）從輻照后的 235U等易裂變材料產(chǎn)生的 裂變產(chǎn)物中分離 ，即 （ n， f） 法。由于 （ n, γ） 反應(yīng)直接生成的放射性核素均為靶元素的同位素， 不能通過化學方法將目標核素與其靶元素進行分離 ，因此，所制備的放射性核素一般都是有載體的。 通過化學分離的辦法可從這些裂變產(chǎn)物中提取在國防工業(yè)和國民經(jīng)濟中有重要應(yīng)用價值的放射性核素，如 90Sr、 95Zr、 99Mo、 131I、 137Cs、 144Ce等。s 1以上，特殊要求在 1 1015cm2 可采用的辦法有工業(yè) CT、中子照相技術(shù)、 γ譜儀測量等進行 無損檢測 ！ 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 29 3. 靶件的輻照 選擇合適的輻照條件和保證輻照過程的安全是至關(guān)重要的。s 1）、 熱中子俘獲截面 σs（ b， 1b=1024cm2） 和靶核數(shù) Ns成正比，即核素 A的生產(chǎn)率為 ФσsNs；同進它又隨著 λANA的衰變速率而減少。L1氨水中，除去過量氨，用 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 38 ? 濕法蒸餾 操作過程復雜、由于使用了濃硫酸及過氧化氫，危險性大，操作周期長（ 24h），產(chǎn)生大量廢液，很少被用于 131I生產(chǎn)。 干法生產(chǎn)流程 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 42 國家藥典對 Na131I口服液的質(zhì)量要求： ?產(chǎn)品形狀：無色透明液體； ?pH=7～ 9； ?由 γ 譜儀檢測 131I核素的純度，沒檢測出其它雜質(zhì)核素； ?放化純大于 95%。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 46 從裂變產(chǎn)物中提取放射性核素 反應(yīng)堆生產(chǎn)放射性核素的第二種方法是從 235U等易裂變材料在輻照后產(chǎn)生的裂片元素及超鈾元素中提取放射性核素，它們包括原子序數(shù)很大范圍的放射性核素，通過分離可以獲得比活度很高的裂變放射性核素。在 235U、 239Pu提取回收后，其它的裂變產(chǎn)物和超鈾元素全部轉(zhuǎn)入廢液中。s 1~3 1013cm2 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 58 圖 212 IRE裂變同位素 99Mo、 131I、 133Xe分離流程圖 堿性溶靶時，大部分裂變產(chǎn)物以固態(tài)形式存在，只有少量的其它裂變元素與鉬一起溶解。 Wicos（ Bamp。 ?放射性核素提取工藝簡單、放射性廢物量少。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 64 加速器的組成及分類 加速器主要由三個部分組成： ? 離子源 用于提供所需加速的電子、正電子、質(zhì)子、反質(zhì)子以及重離子等粒子； ? 真空加速系統(tǒng) 該系統(tǒng)中有一定形態(tài)的加速電場，為了使粒子在不受空氣分子散射的條件下加速，整個系統(tǒng)放在真空度極高的真空室內(nèi)； ? 導引、聚焦系統(tǒng) 用一定形態(tài)的電磁場來引導并約束被加速的粒子束，使之沿預定軌道接受電場的加速。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 68 3. 回旋加速器 圖 220 回旋加速器示意圖 回旋加速器是利用磁場使帶電粒子作回旋運動，在運動中經(jīng)高頻電場反復加速的裝置。 ?氘核反應(yīng)有 （ d， n）、（ d， 2n）、（ d， α） 反應(yīng)。2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 75 D 輻照靶件的處理 粒子束轟擊后的靶件經(jīng)各種物理、化學方法處理后，可得到無載體的放射性核素。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 77 加速器生產(chǎn)放射性核素 123I 1. 直接法制備 直接法制備 123I需要中、低能加速器， 用質(zhì)子或氘在富集 Te同位素上引發(fā)核反應(yīng) 。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用概論 79 放射性核素發(fā)生器