3D-друк може допомогти у виробництві радіофармпрепаратів
Вчені Національного центру ядерних досліджень, що знаходиться у Польщі, отримали європейський патент на виготовлення уранових мішеней за допомогою 3D-друку. Це сприятиме виробництву радіоізотопу молібден-99, необхідного для сучасної діагностики. Патентну заявку фінансово підтримала Фундація польської науки, а сам проєкт був реалізований Центром передового досвіду NOMATEN MAB NCBJ.
Молібден-99 найчастіше отримують шляхом опромінення нейтронами малих мішеней, що містять низькозбагачений уран-235. Нейтрони реактора мають обмежену здатність проникати в матеріал мішені. Щоб забезпечити перетворення якомога більшої кількості ядер урану-235 на молібден-99, мішені зазвичай виготовляють у вигляді тонких пластин із дисперсії урану або його оксиду чи силіциду в алюмінії. Проте процес виробництва не має можливостей для оптимізації. Саме тому вчені запропонували інший спосіб виготовлення уранових мішеней: просторовий друк методом лазерного спікання матеріалів у вигляді матеріалу порошку або порошкових сумішей. Про це розповів один зі співавторів патенту Мацей Ліпка.
Лазерне спікання металевих порошків – це різновид 3D-друку, в основі якого – використання лазера відповідної потужності для вибіркового розплавлення тонкого шару порошку, попередньо рівномірно розподіленого всередині контейнера на робочій платформі. Після закріплення першого шару платформа злегка опускається, наноситься наступний шар пудри і весь цикл можна повторювати необхідну кількість разів.
У мішені, що зазнала дії нейтронів, відбуваються ядерні реакції, побічним продуктом яких є тепло. Використання 3D-друку дозволяє оптимізувати форму мішеней, щоб тепло ефективніше розсіювалося у навколишнє середовище. Таким чином, самі мішені нагріватимуться менше, а вміст урану-235 у них збільшиться. В результаті за один раз може вироблятися більше молібдену-99.
Перспективним у патенті є потенціал підвищення ефективності обробки урану-235. У кожній мішені, що опромінюється, частина ядер цього ізотопу не зазнає ядерних перетворень. Таким чином, форми друкованих мішеней можуть бути розроблені для збільшення кількості видобутого урану, а після вилучення його можна використовувати для створення додаткових мішеней.
За інформацією Національного центру ядерних досліджень
