Новый процесс разделения ключевого рентгенодиагностического агента позволяет сократить количество радиоактивных отходов
В Мюнхенском техническом университете на Исследовательском источнике нейтронов Хайнца Майера-Лейбница (FRM II) провели исследование, которое показало варианты сокращения радиоактивных отходов, образующихся при переработке в медицинский продукт.
В ядерной медицине широко используется Технеций-99m (Tc-99m) – изомер изотопа технеций-99 (Tc-99) – в том числе для диагностики опухолей. Технеций-99m через кровь распространяется по всему телу и накапливается в опухолях. Когда он распадается, испускаемое излучение показывает точное местоположение опухоли.
Технеций-99m производится путем облучения урановых пластин (мишеней) мощным потоком нейтронов, который доступен на исследовательских реакторах. Изначально происходит расщепление урана-235 (U-235) до радиоизотопа молибден-99 (Mo-99), который распадается с периодом полураспада 66 часов до Tc-99m. Технеций-99m с периодом полураспада шесть часов превращается в Tc-99, излучает гамма-лучи, которое можно измерить.
Для выделения молибдена-99 используются два процесса – кислотный и щелочной. В щелочном варианте мишень изначально обрабатывается гидроксидом натрия. При этом Мо-99 растворяется в этом растворе, а уран остается в твердом состоянии. Затем остаточные продукты деления отделяют от водного раствора с помощью сложного процесса химического разделения.
На Исследовательском источнике нейтронов Хайнца Майера-Лейбница (FRM II) используются мишени с низкообогащенным ураном, что призводит к производству малого количества молибдена-99 при облучении – около 0,1% Мо-99. Соответствено, чтобы удовлетворить мировой спрос на Tc-99m, необходимо облучать и обрабатывать как минимум вдвое больше урановых пластин, что приведет к большему объему отходов. Так, получаемые жидкие радиоактивные отходы средней активности становят около 15 000 литров годового объема во всем мире, которые нужно зацементировать для окончательного захоронения. В конечном итоге каждый год образуется 375 000 литров радиоактивных отходов.
Специалист по приборостроению Тобиас Хемниц и его коллега Риана Стене разработали новый метод извлечения молибдена-99 без использования водных растворов. Они исследовали, что мишени, содержащие уран и молибден, вступают в реакцию с трифторидом азота в плазме. Эти мишени имели такое же содержание молибдена-99, как и в реальных облученных мишенях. Они отделили избыток урана от молибдена с помощью реакции, контролируемой светом. Такой метод не менее эффективен, чем обработка гидроксидом натрия, но при этом не образуются жидкие радиоактивные отходы.
По информации Мюнхенского технического университета
