Новий процес поділу головного рентгенодіагностичного агента дозволяє скоротити кількість радіоактивних відходів

У Мюнхенському технічному університеті на Дослідницькому джерелі нейтронів Хайнца Майєра-Лейбніца (FRM II) провели дослідження, яке показало варіанти скорочення радіоактивних відходів, що утворюються під час переробки на медичний продукт. 

У ядерній медицині широко використовується Технецій-99m (Tc-99m) для діагностики пухлин. Технецій-99m через кров поширюється по всьому тілу і накопичується в пухлинах. Коли він розпадається, випромінювання показує точне місце розташування пухлини. 

Технецій-99m виробляється шляхом опромінення уранових пластин (мішеней) потужним потоком нейтронів, який є доступним на дослідницьких реакторах. Спочатку відбувається розщеплення урану-235 (U-235) до радіоізотопу молібден-99 (Mo-99), який розпадається із періодом піврозпаду 66 годин до Tc-99m. Технецій-99m з періодом піврозпаду шість годин перетворюється на Tc-99, випромінюючи гамма-промені, які можна виміряти. 

Для виділення молібдену-99 використовуються два процеси – кислотний та лужний. У лужному варіанті мішень спочатку обробляється гідроксидом натрію. При цьому Мо-99 розчиняється у цьому розчині, а уран залишається у твердому стані. Потім залишкові продукти розподілу відокремлюють від водного розчину за допомогою складного процесу хімічного поділу. 

На Дослідницькому джерелі нейтронів Хайнца Майєра-Лейбніца (FRM II) використовуються мішені з низькозбагаченим ураном, що призводить до виробництва малої кількості молібдену-99 під час опромінення – близько 0,1% Мо-99. Відповідно, щоб задовольнити світовий попит на Tc-99m, необхідно опромінювати та обробляти як мінімум удвічі більше уранових пластин, що призведе до більшого обсягу відходів. Так, отримані рідкі радіоактивні відходи середньої активності складають близько 15 000 літрів річного обсягу в усьому світі, які потрібно зацементувати для остаточного захоронення. Зрештою щороку утворюється 375 000 літрів радіоактивних відходів. 

Фахівець із приладобудування Тобіас Хемніц та його колега Ріана Стіне розробили новий метод вилучення молібдену-99 без використання водних розчинів. Вони дослідили, що мішені, які містять уран та молібден, вступають у реакцію з трифторидом азоту в плазмі. Ці мішені мали такий самий вміст молібдену-99, як і в реальних опромінених мішенях. Вони відокремили надлишок урану від молібдену за допомогою реакції, контрольованої світлом. Такий метод не менш ефективний, ніж обробка гідроксидом натрію, але при цьому не утворюються рідкі радіоактивні відходи. 

За інформацією Мюнхенського технічного університету