Kaip pakeisti elementus lazerio šviesa

Kiekvienais metais gydytojai visame pasaulyje atlieka dešimtis milijonų procedūrų, susijusių su branduoline medicina. Labiausiai paplitęs medicininis radioizotopas yra technecis-99, kuris per metus sunaudojama apie 30 mln. procedūrų; tai 80 procentų visos.

Technetium-99 yra trumpalaikis, jo pusinės eliminacijos laikas yra tik 6 valandos. Taigi ligoninės jį gauna dėl ilgesnio amžiaus molibdeno-99 irimo. Tai savo ruožtu turi būti padaryta bombarduojant uraną-235 neutronais ir atskiriant mo-99 nuo daugybės dalijimosi produktų.

Tai sudėtinga ir pavojinga procedūra, kuri įmanoma tik keliuose branduolinių objektų visame pasaulyje. Dėl to šių būtinų vaistų tiekimas yra labai brangus ir labai trapus.

Iš tiesų, kai 2009 m. buvo sustabdytas Chalk River branduolinis reaktorius Ontarijuje (Kanada) dėl avarinio remonto, paaiškėjo, kad jame pagaminama didelė dalis pasaulio technecio-99 atsargų. Rezultatas buvo pasaulinis trūkumas, kuris truko mėnesius. Aišku, reikia naujų tiekėjų.

Šiandien Hiroyasu Ejiri iš Osakos universiteto ir S. Daté iš Japonijos sinchrotroninės radiacijos tyrimų instituto teigia, kad yra visiškai naujas branduolinės medicinos gamybos būdas.

Idėja yra stimuliuoti branduolines reakcijas naudojant galingus lazerio spindulius. Tam tikru dažniu šie spinduliai sukelia smarkų branduolio rezonansą, sukeldami branduolinę reakciją ir efektyviai jį supurtydami. Ir kadangi beveik visi fotonai sukelia reakciją, šis procesas gali būti beveik 100 procentų efektyvus.

Pavyzdžiui, Ejiri ir Daté teigia, kad šiuo metodu jodas-127 paverčiamas medicininiu jodo-126 izotopu, kurio gausa siekia 100 proc. Ir jis gali tai padaryti iki 10^13 branduolių per sekundę greičiu.

Tai turi didelių pranašumų, palyginti su dabartinėmis technikomis. Pirma, galima sureguliuoti šviesos dažnį taip, kad jis sukeltų specifines reakcijas, leidžiančias fizikai pasirinkti, ką jie nori padaryti. Antra, gauti mėginiai yra palyginti gryni. Galiausiai, ši technika sukuria nedaug bjaurių radioaktyvių šalutinių produktų, jei tokių yra, todėl yra ekologiškesnė.

Žinoma, yra keletas įspėjimų: sukurti tinkamą lazerio šviesą yra sudėtinga. Tai galima padaryti tik atmušant fotonus nuo didelės energijos elektronų pluošto, cirkuliuojančio dalelių greitintuve. O reikalingas tokio elektronų pluošto intensyvumas būtų įmanomas tik su brangiu, pagal užsakymą pagamintu, dar tik statomu įrenginiu.

Ir nors fotobranduolinės reakcijos yra tinkamos gaminant visų rūšių medicininius izotopus, pavyzdžiui, PET atsekamąsias medžiagas, tokias kaip anglis-11, azotas-13, deguonis-15 ir pan., jos nėra tokios tinkamos gaminant technetį-99. svarbiausias radioizotopas. Šiuo atveju gausa yra mažesnė nei 10 procentų.

Nepaisant to, Ejiri ir Daté teigia, kad jų metodas suteikia išskirtinai įvairių rūšių specifinių / pageidaujamų izotopų su dideliu gamybos greičiu ir dideliu tankiu pagrindiniam ir taikomajam mokslui.

Kadangi medicininių radioizotopų pasiūla tokia trapi, panašu, kad į tokias idėjas ateinančiais metais bus skiriama daugiau dėmesio.

Nuoroda: arxiv.org/abs/1102.4451 : koherentinės fotobranduolinės reakcijos izotopų transmutacijai

paslėpti