Презентация на тему РАДИОИЗОТОПНЫЙ КОМПЛЕКС РИЦ-80. РАЗРАБОТКА НОВЫХ МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕНЕРАТОРНОГО ИЗОТОПА Sr-82 И ДРУГИХ МЕДИЦИНСКИХ ИЗОТОПОВ

получения
наиболее используемых в настоящее время
радионуклидов.

Система автоматической
транспортировки

для перемещение
облученных мишеней в горячие камеры.

Энергия выведенного протонного пучка 40-80
МэВ и интенсивность до 200 мкА
обеспечивают самые широкие возможности
получения медицинских радионуклидов и
радиофармпрепаратов для диагностики и
терапии, которых до настоящего времени не
было на других Российских установках.

По своим параметрам и возможностям
РИЦ-80 будет соответствовать самым лучшим
зарубежным аналогам.

По возможности получения сверхчистых
радионуклидов данная установка не будет
имеет мировых аналогов.

Схема расположения радиоизотопного комплекса
РИЦ-80 в подвале экспериментального зала
синхроциклотрона ПИЯФ

.

указанных в таблице радионуклидов, планируется создание линии для выделения

Re-188,
получаемого на реакторе. Имеется также возможность после осуществления 2-го этапа проекта
производить Cu‑64, Cu‑67, Rb‑81, At‑211, а также другие медицинские радионуклиды.

радионуклидов и радиофармпрепаратов.




Станция №1:Инновационное направление - масс-сепаратор.
Классификация –

разработанные мишенные технологии для получения разделенных
радионуклидов высокой чистоты
Разработка ИРИС, ПИЯФ, изготовление НИИЭФА

Станция №2: Инновационное направление – сухое выделение. Высокотемпературное выделение
радионуклидов из облученных мишенных веществ.
Разработка ИРИС, ПИЯФ, изготовление НИИЭФА


Станция №3: Классическое направление – производство радионуклидов, мокрая радиохимия,
полуавтоматизированный или полностью автоматизированный синтез РФП.
Классификация- поставка готовой технологии. Поставщик - Von Gahlen, MicroSpin GmbH

В. Пантелеев, 25.12.2013

В. Пантелеев, 25.12.2013

медицинских радионуклидов

1.

Новизна, возможность применения для получения
широкого круга медицинских радионуклидов

2. Универсальность ( в том и другом методе
используются идентичные мишенные устройства,
разрабатываемые на основе мишенных устройств,
созданных и используемых на установке ИРИС

3. Выделение производимых радионуклидов в месте их
наработки (в вакуумном объеме мишенного устройства)
Отсутствие мокрой радиохимии при выделении
радионуклида из мишенного материала.

4. Увеличение удельной активности на несколько
порядков

5. В случае использования масс-сепаратора получение
сразу нескольких разделенных радионуклидов
высокой чистоты

В. Пантелеев, 25.12.2013

мишенным веществом
На пучке синхроциклотрона
На вакуумном стенде
Масса мишенного вещества до

10 г/cм2, температура до 2500 °С,
что соответствует рабочим условиям на Ц-80 (80 МэВ, 100мкА)

до 2500 °С

Выделяемая на мишени мощность:

более 9 кВт





Разработанная конструкция мишен-
ного устройства позволяет
выделять радионуклиды из
мишенных веществ в виде
тугоплавких и жидких металлов,
а также тугоплавких металлических
карбидов

Высоковакуумный стенд с мишенным устройством для выделения
генераторного изотопа 82Sr из облученной мишени из YC2.

В. Пантелеев, 25.12.2013

металлического рубидия
В. Пантелеев, 25.12.2013

нагрева

в мишенном контейнере

Часть гамма-спектра облученного образца дикарбида
иттрия, приготовленного в виде таблеток до его
нагревания и после нагревания при температуре
1500 °С в течение 2-ух часов.

Эффективность выделения для рубидия 94%, для
Стронция 43%.

.

Часть гамма-спектра облученного образца карбида
иттрия, приготовленного в виде таблеток до его
нагревания и после нагревания при температуре
1500 °С в течение 10-ти часов.

Эффективность выделения для рубидия 98%,
для стронция 98%.

Количество мишенного вещества составляло около 10 г/cм2 Выделенный таким методом стронций-82 использовался в РНЦ РХТ для тестирования Sr/Rb-82 генератора

В. Пантелеев, 25.12.2013

плотности толщиной 10 г/cм2 эффективность
выделения стронция-82 за 10 часов

нагрева при температуре
1500 °С составляет величину близкую к 100%.

В. Пантелеев, НИЦ КИ, ПИЯФ

нагрева

в мишенном контейнере

Часть гамма-спектра облученного порошка хлористого
рубидия до его нагревания и после нагревания при
температуре 800 °С в течение 2-ух часов.
Эффективность отделения мишенного материала -
хлористого рубидия 100%.

Часть гамма-спектра облученного порошка хлористого
рубидия, испаренного в балластный объем,
после нагревания при температуре 800 °С в течение
2-ух часов.
Эффективность выделения рубидия в балластный
объем близка к 100%

В. Пантелеев, 25.12.2013

Эксперименты по выделению стронция иэ мишени в виде RbCl проведены с массой мишенного
вещества около одного грамма/cм2

до и после его нагрева при Т=800 °C

Часть гамма-спектра

облученного металлического
рубидия до его нагревания и после нагревания при
температуре 800 °С в течение 1 часа.
Эффективность отделения рубидия 92%.

В. Пантелеев, 25.12.2013

из мишени из карбида урана-238

высокой плотности

В. Пантелеев, 25.12.2013

двух часов нагрева облученной мишени при разных

температурах

Т = 1900 °С
Эффективность
выделения
около 2%

Т = 2100 °С
Эффективность
выделения
около 10%

Т = 2300 °С
Эффективность выделения
около 90 %

Следующий этап – использование карбида тория
высокой плотности в качестве мишени, что обеспечит
получение на РИЦ-80 активности изотопов Ra-223, Ra-224
до 2 Ки. Для одновременной наработки разделенных
Ra-223, Ra-224 необходимо использование масс-сепаратора

Сечение получения 225Ac и 227Th из ториевой
мишени (232Th) (S. Ermolaev, B Zhuikov et al.,
icis7 abstracts, p 32. 4-8 Sept. Moscow, Russia.

В. Пантелеев, 25.12.2013

радиоактивного стронция
В. Пантелеев, 25.12.2013

с вольфрамовой трубкой
Длиной 20 мм из монокристаллического
вольфрама с

работой выхода 5 эВ

Измеренная эффективность
ионизации рубидия
при температуре 2400 °С
равна 84%, стронция 45%

Как было показано, при увеличении длины ионизатора эффективность ионизации возрастает пропорционально его длине, поэтому, используя источник из монокристаллического вольфрама длиной 50 мм, реально получить эффективность ионизации, близкую к 100% как для стронция, так и для радия

В. Пантелеев, 25.12.2013

Линзовая часть нового тестового масс-сепаратора в экспериментальном
зале ИРИС

мишенных материалов – YC2, RbCl, металлического рубидия.

Получена эффективность

выделения изотопов радия (более 90%) из мишени
урана-238 высокой плотности. Полученные результаты позволяют
рассчитывать на высокий выход активности Ra-223,224 (около 2 Ки) из
высокотемпературной мишени карбида тория, рабочий прототип которой
изготовлен В НПО “ЛУЧ” и поставлен в ПИЯФ.

C использованием источника поверхностной ионизации из монокристалла
вольфрама с работой выхода внутренней поверхности 5 эВ получена
эффективность ионизации радиоактивных атомов стронция выше 40%.
Увеличение длины источника до 50 мм позволит получить эффективность
Ионизации более 80%.

Для разрабатываемых прототипов мишеней для РИЦ-80:

В. Пантелеев, 25.12.2013

ПИЯФ
Гамма-спектр раствора Sr-85 в
10% соляной кислоте

некоторых элементов

(V.N. Panteleev et al., Rev. Sci. Instrum., Vol. 73, No. 2, p.738, February 2002).

Эффективность ионизации стабильных Эффективность ионизации
Изотопов Eu, Tm и Lu в зависимости Lu для ионизаторов различной длины
от температуры в зависимости от температуры

Работа выхода W/Re : 5.2 eV.
Ионизационные потенциалы (eV) :
Vi(Lu) = 6.15
Vi(Tm) = 6.14
Vi(Eu) = 5.67
Для щелочных элементов Li, Na, K, Rb and Cs
эффективность ионизации близка к 100%.

α = ni/n0≈exp [(φ - Vi)/kT]

εi = α/(1+ α),

где

Эффективность поверхностной
ионизации:

Ионизационный потенциал стронция: Vi(Sr) = 5.69 eV,

Т.е. ожидаемая эффективность ионизации стронция
близка к 100%

В. Пантелеев, НИЦ КИ, ПИЯФ

циклотрона Ц-80
завершен, в камере получен

высокий вакуум


Планируемый вывод пучка – конец 2013 г.

Выход на полную интенсивность –2014г.

Изготовлены три протонных тракта
к мишеням РИЦ-80.

РИЦ-80 (Радиоактивные Изотопы
на циклотроне Ц-80)

Создание проекта - 2012 -2013 г.;
(профинансировано, в 2013 должно быть
закончено и отправлено на госэкспертизу)

Строительство комплекса - 2014 -2016 г.
Получение небольших количеств (0.1 - 0.2 Ки)
генераторного радиоизотопа Sr-82 – 2014 г.

В. Пантелеев, НИЦ КИ, ПИЯФ

НИЦ КИ, ПИЯФ