【正文】 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 93 1. 簡(jiǎn)述放射性核素的來(lái)源。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 90 4. 凝膠型 99Mo99mTc發(fā)生器的存在的問(wèn)題 實(shí)際生產(chǎn)中鉬酸鋯酰凝膠的處理?xiàng)l件（如干燥后凝膠中水份含量、上柱凝膠的平均粒度、凝膠的利用率等）難以控制，很難獲得性能穩(wěn)定的鉬酸鋯酰柱填料，由于99mTc的淋洗較為困難，因此其淋洗效率普遍較低，淋洗峰比較寬，淋洗液體積較大，洗脫液中 99mTc比活度低。通過(guò)將堆照的低比活度的99Mo制成凝膠裝柱，制備凝膠型 99Mo99mTc發(fā)生器為發(fā)展中 國(guó)家使用相對(duì)便宜的 99mTc提供了條件。裝柱后，采用低酸度的 HCl溶液對(duì)柱填料進(jìn)行洗滌，以盡可能除去非常細(xì)小的三氧化二鋁。 ? 子體核素應(yīng)具有 良好的藥物學(xué)性質(zhì)。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 78 放射性核素發(fā)生器的類型 根據(jù)母子體核素的分離方式，放射性核素發(fā)生器的類型主要有 色譜型發(fā)生器、升華型發(fā)生器、萃取型發(fā)生器 。目前放射性核素發(fā)生器應(yīng)用最多的還是 核醫(yī)學(xué) 。 Te靶制備中使用高豐度的 Te同位素如 124Te、 123Te和122Te的氧化物，通過(guò)加熱將這些氧化物熔融在 Pt（鉑） 盤(pán)內(nèi)形成輻照靶。已知激發(fā)函數(shù)后， “ 厚靶 ” 輻照時(shí)所期望獲得的放射性核素 總放射性量 A可表示如下： 1 2 2 44 01 6 . 2 5 1 0 1 0 ( ) ( )3 . 7 1 0t Eme n JA E S E d EZ????? ? ? ?? ? 當(dāng)輻照時(shí)間顯著小于（至少 5倍）同位素的半衰期時(shí)，上式可近似表示如下： 701 0 ( ) ( )EmJtA E S E d EZT ??? ?7 　。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 64 加速器生產(chǎn)放射性核素的核反應(yīng)類型 加速器生產(chǎn)放射性核素中發(fā)生的主要核反應(yīng)有： 采用 α 粒子引發(fā)的核反應(yīng)、氘核引發(fā)核反應(yīng)、質(zhì)子核反應(yīng)、 3He引起的核反應(yīng)等 。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 58 2. 靜電加速器 圖 219 范得格拉夫靜電加速器示意圖 靜電加速器是利用靜電高壓加速帶電粒子的裝置。 從 20世紀(jì) 60年代初到現(xiàn)在，世界上用于生產(chǎn)放射性核素的加速器從不到 5臺(tái)猛增到數(shù)百臺(tái)；并且新增加的核醫(yī)學(xué)診斷用核素中 80％ 是用加速器生產(chǎn)的。L1的稀硝酸和水洗滌色譜柱，再用 冷卻時(shí)間 ： 2d。乏燃料的后處理主要目的是 回收235U，并提取軍用核素 239Pu。 B 是 間歇循環(huán)回路法 。 生產(chǎn)方式 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 35 Ａ — 過(guò)濾器， B— 流量計(jì)， C— 壓力計(jì)， 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(cè)量柱， J— 真空泵 圖 25 131I干法生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖 干法生產(chǎn)裝置主要包括加 熱蒸餾 、 堿液吸收 、 廢氣處理 三部分組成。L1HCl和 H2O2，加熱純化 2h得到 H332PO4 60Co 59Co（ n， γ） 60Co 純度＞ 98%的 Co絲 直接可制成各種形式和各種放射性活度的鈷源 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 33 9 9 9 9m T c T c??98Mo（ n， γ） 99Mo β， γ 113mIn?113mIn?112Sn（ n， γ） 113 Sn Ec IT 125I?124Xe（ n， γ） 125Xe β－ 131I?130Te（ n， γ） 131Te β－ 核素 半衰期 核反應(yīng) 靶子物 生產(chǎn)方法 99Mo99mTc 99Mo： 99mTc： MoO3粉末 溶于 10mol ( (sAnS A B??????? ???， ） 穩(wěn) 定 ） 1 / 2(2 3 2 4 2 40 . 5 3 1 4 . 6 6N a N a M g (n b T h? ????? ?????， ） 穩(wěn) 定 ） 例： 在照射時(shí)間內(nèi)，核素 A的產(chǎn)率與入射粒子注量率 Ф（ cm2 （ 4）輻照 靶件的質(zhì)量控制 靶件需要經(jīng)過(guò)靶件 密封性 檢測(cè)、 表面污染 等檢測(cè)合格后才能入堆輻照。此外，還必須注意靶件在堆內(nèi)輻照時(shí)的 安全性 。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 19 2.（ n, f） 反應(yīng) 235U等易裂變核素俘獲中子發(fā)生 （ n, f）反應(yīng)，生成數(shù)百種裂變?cè)?，因此裂變產(chǎn)物的組成相當(dāng)復(fù)雜。由于放射性子體核素伴隨母體核素的衰變而不斷累積，可每隔一定時(shí)間從母體核素中方便地分離出來(lái)并加以收集。 分 類 入射粒子的種類 入射粒子的能量 中子核反應(yīng) 帶電粒子核反應(yīng) 光核反應(yīng) 重粒子核反應(yīng) 低能核反應(yīng) （ E50MeV） 中能核反應(yīng)（ 50MeVE1000MeV） 高能核反應(yīng)（ E1000MeV） 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 12 反應(yīng)堆制備 作為人工放射性核素生產(chǎn)的重要設(shè)施之一，反應(yīng)堆可提供不同能譜的中子和較大的輻照空間，具有可同時(shí) 輻照 多種樣品、輻照的樣品量大、靶子制備容易、輻照操作簡(jiǎn)便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。g1 3H 宇宙射線與 N和 O相互作用；宇宙線散裂；6Li（ n， p） 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)。之后，人們通過(guò)反應(yīng)堆、加速器等制備了大量的各種人工放射性核素。加速器能生產(chǎn)的 放射性核素品種較多 ，約占目前已知放射性核素總數(shù)的 60%以上，但它的 產(chǎn)量遠(yuǎn)比反應(yīng)堆生產(chǎn)的小 。 ① 通過(guò)（ n, γ ）反應(yīng)直接生成所需要的放射性核素 例如 59Co（ n, γ） 60Co、 191Ir（ n, γ） 192Ir、 31P（ n, γ） 32P等。 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(wú)載體放射性核素。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 24 （ 2） 靶子物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制備 靶件的 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 包括 靶筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 、 靶芯的結(jié)構(gòu) （靶子物的形態(tài)）及其在 靶筒內(nèi)的分布方式 設(shè)計(jì)。因此，應(yīng)采用盡可能高的中子注量率，以提高目標(biāo)核素的產(chǎn)額。 化學(xué)處理方法 有溶劑萃取法、沉淀法、離子交換法、蒸（干）餾、電化學(xué)法、熱原子反沖法等。 131I TeO2 TeO2置于馬弗爐內(nèi)，于 750℃ ～ 800℃下蒸餾，用 NaOH溶液吸收蒸出的 131I 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 34 （ 1） 131I干法生產(chǎn)工藝 A 一種是 （ n， f） 法，即 235U（ n， f） 131I，從輻照后的 235U靶件中分離裂 變產(chǎn)物 131I。L1NaOH。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 41 圖 28 不同能量的中子誘發(fā) 235U裂變的質(zhì)量 產(chǎn)額圖 裂變產(chǎn)額 是指是指裂變產(chǎn)物的某一種核素或某一質(zhì)量鏈在重核裂變過(guò)程中產(chǎn)生的幾率。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 45 a 235U靶件的制備 圖 29 235U靶件結(jié)構(gòu)圖 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 46 b 235U靶件的輻照及冷卻 輻照條件 ：中子注率量 2 1013cm2 溶解完全后，加入碘的載體以進(jìn)一步除去放射性 131I。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 51 圖 212 IRE裂變同位素99Mo、 131I、 133Xe分離流程圖 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 52 圖 213 純化流程圖 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 53 第三講 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 54 加速器生產(chǎn)放射性核素 用加速器產(chǎn)生的 高速帶電粒子轟擊含有選定的穩(wěn)定核素的靶 ，可制備很多品種的放射性核素。 2022/2/15 核技術(shù)應(yīng)用 57 1. 高壓倍加加速器 這是最早使用過(guò)的用來(lái)加速粒子的高壓裝置。 ? 加速器生產(chǎn)核素時(shí)，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 。 ② 外靶方式是將粒子束引出真空室，在真空室外面 照射靶