Если вспоминать практическую пользу от открытия цепной реакции деления урана, то сразу после оружия и энергетики, пожалуй, окажется методы ядерной медицины. Ядерные явления используются как в диагностике, так и лучевой терапии. Я хотел бы на примере радиоактивного изотопа технеция 99m Tc показать, как ядерные реакторы помогают с диагностикой онкологии.
Томографические среды интенсивности гамма-излучения меченого 99m Tc препарата.
Короткоживущий радионуклид технеция 99m Tc - зонд (трассер), перемещение которого по организму и накопление можно контролировать с помощью томографии гамма-квантов, вылетающих при изомерном переходе этого нуклида. Он обладает коротким периодом полураспада (Т = 6,04 часа, распадаясь в основное состояние 99 Tc, тоже радиоактивный изотоп, но с периодом полураспада уже 214 тысяч лет. Технеций - довольно уникальный элемент, у него нет стабильных изотопов, поэтому в природе его не существует. В свою очередь это означает, что он незнаком нашей биохимии, поэтому он не встраивается в метаболические пути в организме и быстро выводится. Еще одним важным полезным свойством является энергия γ-излучения (140 кэВ) - она достаточно велика, чтобы проникать сквозь ткани и достаточно мала, что бы не вызывать их переоблучения.
Старая схема, иллюстрирующая получение технеция путем промытия колонки с материнским изотопом, находящейся в свинцовой защите специальной средой, вымывающей технеций.
В итоге сегодня в мире 80% диагностических процедур с использованием радиофармпрепаратов приходится на 99m Tc - это порядка 30 млн. процедур в год, в деньгах же Технеций - примерно 1/4 всей ядерной медицины. Диагностика трейсером выглядит как исследование динамики перемещения в организме специально подобранных молекул препарата с технецием; википедия знает множество таких веществ для диагностики разнообразных видов рака. При этом обычно маркирующий препарат накапливается (или не накапливается) в больном (здоровом) органе, и это легко увидеть однофотонным сцинциляционным томографом.
Собственно, вот и он - однофотонный (в отличие от ПЭТ томографов, регистрирующих аннигиляцию позитронов бета-плюс распада) сцинциляционный томограф.
Однако, как мне кажется, гораздо более поразительная, чем сама диагностика, вещь - это получение радиофармпрепарата. Задумайтесь: время полураспада технеция 6 часов - за 24 часа распадается 94% этого изотопа, а значит, препарат нельзя купить в аптеке, да его и перевозить-то сложно: даже перемещая его по городу можно потерять половину активности. Давайте раскрутим цепочку диагностической процедуры с конца до начала, а потом посмотрим на мировой рынок этого изотопа.
Как уже можно догадаться, препараты технеция для диагностики получают прямо в больнице с помощью довольно пугающих по своей серьезности радиохимических процедур. 99m Tc - единственный дочерний изотоп радиоактивного молибдена 99 Mo, период полураспада которого 2.75 дня. Молибден 99 доставляют в больницу в виде генераторов технеция - свинцовых контейнеров, в которых находится колонка с осажденным молибденом.
Генераторы технеция живьем...
И в разрезе.
В 20-килограммовом генераторе содержится обычно от 0,5 до 5 Кюри (20-120 ГБк) активно распадающегося молибдена. Для получения радиохимпрепарата с квозь колонку промывается химическое вещество которое элюирует (захватывает) технеций. Обычно для этого на генератор надеваются две ампулы: одна с элюэнтом, а вторая с вакуумом, причем на вакуумную ампулу надевается свинцовый экран.
Наконец, набрав раствора 99m Tc на его базе готовят радиофармпрепарат. Не поленитесь посмотреть видео ниже: правила обращения с радиоактивной медициной, наводят на мысль, что не очень-то полезно вводить это внутрь:) Средний диагностический тест требует примерно 250 МБк (0,06 Ки) технеция и приводит к получению дозы в 50 мЗв (5 бэр) - примерно одна предельно допустимая годовая доза для персонала АЭС.
Следующий вопрос: откуда берутся генераторы технеция, наполненные 99 Mo? Здесь вступают в игру ядерные реакторы. 99 Mo - это один из осколков 235 U, в продуктах деления его примерно 6,3%. Любой работающий гигаваттник содержит в своем топливе сотни грамм этого изотопа, при том, что потребление всего мира для медицинских нужд - всего около 1 грамма в год. Однако только остановка и извлечение ТВС из мощного энергетического реактора занимает столько времени (несколько суток), что от молибдена не остается практически ничего.
Взяв колбочку с настоящим раствором молибдена-99 в руку, можно этой руки лишиться - радиоактивность такой колбы будет порядка 100 рентген в секунду на поверхности.
Поэтому 99 Mo получают, облучая на исследовательских реакторах небольшие (десятки грамм) мишени из высокообогащенного 235 U (наличие 238 изотопа в мишени дает радиотоксичные трансурановые элементы: плутоний, нептуний, америций). После извлечения из реактора мишени выдерживают 1-2 суток для распада еще более активных, чем молибден, осколков, затем растворяют в азотной кислоте или щелочи и химическим способом в горячей камере экстрагируют 99 Mo. Наконец, очищенный раствор с радиоактивным молибденом передают на производство генераторов технеция, где он заряжается в сорбционную колонку. Последний процесс также происходит в горячих камерах, но мало того - на GMP производстве (система стандартов фармпроизводства, обеспечивающая стерильность и качество препаратов).
Вообще говоря, КПД процесса извлечения 99 Mo из урановой мишени невысок: кроме того что используется мизерная часть дорогого урана 235, так еще и из наработанного молибдена всего несколько процентов попадет в генераторы технеция - остальное уйдет с остальными продуктами деления в радиоактивные отходы или распадется до переработки. Небольшой кпд, работа с оружейным ураном, большое количество радиоактивных отходов определяют дороговизну молибдена - порядка 50 миллионов долларов за грамм в генераторе. Спасает только то, что этот грамм позволяет провести десятки миллионов тестов.
В итоге цепочка производства диагностики с 99m Tc выглядит так: производство мишеней из ВОУ -> реактор -> горячие камеры (желательно рядом с реактором) -> GMP горячие камеры для зарядки генераторов технеция -> помещение в больнице для работы с радиоактивными препаратами. Текущий спрос составляет 12000 Кюри в неделю, и в мире есть десяток реакторов, которые занимаются облучением мишеней, но из них подавляющее количество молибдена поставляется канадским реактором NRU (4800 кюри в неделю), расположенным в Чалк Ривер, нидерландским HFR (2500 Ки) из Петтена, бельгийским BR-2 (который должна заменить ) и французским OSIRIS; вместе они ответственны за 80% рынка этого нуклида. Рядом расположены также крупнейшие переработчики мишеней Nordion в Kанаде, Mallinckrodt в Голландии, IRU в Бельгии.
Канадский реактор NRU использует мощную перегрузочную машину, которую ожидаешь увидеть скорее на АЭС. Его мощность 135 мегаватт тепловых - один из самых мощных исследовательских реакторов в мире
Однако в эту сложившуюся еще в 80-х компанию в 2010 году ворвался отечественный поставщик 99 Mo - известный институт НИИАР, обладающий мощнейшим парком реакторов для облучения. Облучение ведется на , переработка - на радиохимической линии РОМОЛ-99, и самый большой в мире (на одной площадке) парк исследовательских реакторов позволяет производить до 25% мировых потребностей, что использовалось в начале 2010-х канадцами Nordion во время закрытия реактора NRU на ремонт и модернизацию. Вообще, старение основных реакторов-производителей медицинских радиоизотопов повышает возможности Росатома и других новых производителей (например, нового исследовательского реактора OPAL в Австралии) по завоеванию рынка.
Неказистая РОМОЛ-99 способна обеспечить 25% мировой потребности в молибдене-99
Она же внутри горячей камеры
Есть в России и производство полного цикла. НИФХИ имени Л.Я.Карпова
(расположенный в Обнинске)
облучает мишени в своем
бассейновом
реакторе ВВР-ц мощностью 15 мегаватт.
Облучение ведется в 4 каналах реактора, куда загружаются специальные сборки с внешним охлаждением.
Внешний вид ВВР-ц
Мишени облучаются в реакторе в течение приблизительно недели, после чего извлекаются, выдерживаются двое суток для распада самых активных осколков деления и перерабатываются в горячих камерах НИФХИ.
Чертеж одной мишени. Видно, что урана тут совсем немного
Горячяя камера для работы с раствором 99 Mo
НИФХИ изготавливает генераторы технеция на своем GMP производстве. Его мощность - порядка 200 генераторов в неделю, с каждого из которых можно получить до 20 порций технеция для диагностики. Зарядка генераторов, как и все остальные этапы, - кропотливая работа в горячей камере.
Зарядка генераторов технеция производится в стерильных и радиационно-защищенных условиях.
Рынок облученных мишеней сегодня - порядка 50 миллионов долларов, раствора молибдена - 80 миллионов, а генераторов технеция - 150, а медицинских процедур - 2 миллиарда долларов. Такой рынок уже вполне окупает создание специальных установок для получения 99 Mo, причем в основном разработки направлены на создание активационных или осколочных ускорительных машин, т.е. ускорителей с нейтронным источником (как ESS), вызывающих реакцию вынужденного деления U238 или нейтронного захвата в мишени 98 Mo. Пока эти разработки дают более дорогой молибден, чем в уже построенных реакторах, но более дешевый, чем если бы реактор пришлось бы построить специально только для наработки медицинских радиоизотопов. Кроме того, подобные ускорительные установки можно ставить прямо в госпиталях (в госпиталях уже стоит довольно много ускорителей для терапии и наработки короткоживущих диагностических изотопов - например, 18F) в отличие от реакторов.
P.S. Изучая эту тему, я обнаружил для себя, что в Таиланде есть исследовательский реактор распространенной серии TRIGA, на котором в том числе получают медицинские радиоизотопы . Еще удивительнее, что он там есть с 1972 года.
Если вспоминать практическую пользу от открытия цепной реакции деления урана, то сразу после оружия и энергетики, пожалуй, окажется методы ядерной медицины. Ядерные явления используются как в диагностике, так и лучевой терапии. Я хотел бы на примере радиоактивного изотопа технеция 99m Tc показать, как ядерные реакторы помогают с диагностикой онкологии.
Томографические среды интенсивности гамма-излучения меченого 99m Tc препарата.
Короткоживущий изомер технеция 99m Tc – зонд (трассер), перемещение которого по организму и накопление можно контролировать с помощью томографии гамма-квантов, вылетающих при изомерном переходе этого нуклида. Он обладает коротким периодом полураспада (Т = 6,04 часа, распадаясь в основное состояние 99 Tc, тоже радиоактивный изотоп, но с периодом полураспада уже 214 тысяч лет ) и у технеция нет стабильных изотопов, поэтому он не встраиваться в метаболические пути в организме и быстро выводится. Еще одним важным полезным свойством является энергия γ-излучения (140 кэВ) - она достаточно велика, что бы проникать сквозь ткани и достаточно мала, что бы не вызывать их переоблучения.
Старая схема, иллюстрирующая получение технеция путем промытия
колонки с материнским изотопом, находящейся в свинцовой защите
специальной средой, вымывающей технеций.
В итоге сегодня в мире 80% диагностических процедур с использованием радиофармпрепаратов приходится на 99m Tc - это порядка 30 млн процедур в год, в деньгах же Технеций - примерно 1/4 всей ядерной медицины. Диагностика трейсером выглядит как исследование динамики перемещения в организме специально подобранных молекул препарата с технецием - википедия знает множество таких веществ для диагностики разнообразных видов рака. При этом обычно маркирующий препарат накапливается (или не накапливается) в больном (здоровом) органе, и это легко увидеть однофотонным сцинциляционным томографом.
Собственно вот и он - однофотонный (в отличии от ПЭТ томографов,
регистрируюзих аннигиляцию позитронов бета-плюс распада)
сцинциляционный томограф.
Однако, как мне кажется, гораздо более поразительная, чем сама диагностика, вещь - это получение радиофармпрепарата. Задумайтесь - время полураспада технеция 6 часов - за 24 часа распадается 94% этого изотопа, а значит препарат нельзя купить в аптеке, да его и перевозить-то сложно, даже перемещая его по городу можно потерять половину активности. Давайте раскрутим цепочку диагностической процедуры с конца до начала, а потом посмотрим на мировой рынок этого изотопа.
Как уже можно догадаться, препараты технеция для диагностики получают прямо в больнице с помощью довольно пугающих по своей серьезности радиохимических процедур. 99m Tc - единственный дочерний изотоп радиоактивного молибдена 99 Mo, период полураспада которого 2.75 дня. Молибден 99 доставляют в больнице в виде генераторов технеция - свинцовых контейнеров в котором находится колонка с осажденным молибденом.
Генераторы технеция живьем...
И в разрезе.
В 20 килограммовом генераторе содержится, обычно, от 0,5 до 5 Кюри (20-120 ГБк) активно распадающегося молибдена. Для получения радиохимпрепарата с квозь колонку промывается химическое вещество которое элюирует (захватывает) технеций. Обычно для этого на генератор надеваются две ампулы - одна с элюэнтом, а вторая с вакуумом, причем на вакуумную ампулу надевается свинцовый экран.
Наконец, набрав раствора 99m Tc на его базе готовят радиофармпрепарат. Не поленитесь посмотреть видео ниже - правила обращения с радиоактивной медициной, наводят на мысль, что не очень-то полезно вводить это внутрь:) Средний диагностический тест требует примерно 250 МБк (0,06 Ки) технеция и приводит к получению дозы в 50 мЗв (5 бэр) - примерно одна предельно допустимая годовая доза для персонала АЭС.
Следующий вопрос - откуда беруться генераторы технеция, наполненные 99 Mo? Здесь вступают в игру ядерные реакторы. 99 Mo - это один из осколков 235 U, в продуктах деления его примерно 6,3%. Любой работающий гигаваттник содержит в своем топливе сотни грамм этого изотопа, при том, что потребление для медицинских нужд - всего околого 1 грамма. в год. Однако только остановка и извлечение ТВС из мощного энергетического реактора занимает столько времени (несколько суток), что от молибдена не остается практически ничего.
Взяв колбочку с настоящим раствором молибдена-99 в руку, можно этой руки лишиться - радиактивность такой колбы будет порядка 100 рентген в секунду на поверхности.
Поэтому 99 Mo получают, облучая на исследовательских реакторах небольшие (десятки грамм) мишени из высокообогащенного 235 U (наличие 238 изотопа в мишени дает радиотоксичные трансурановые элементы - плутоний, нептуний, америций). После извлечения из реактора мишени выдерживают 1-2 суток для распада еще более активных, чем молибден, осколков, затем растворяют в азотной кислоте или щелочи и химическим способом в горячей камере экстрагируют 99 Mo. Наконец, очищенный раствор с радиоактивным молибденом передают на производство генераторов технеция, где он заряжается в сорбционную колонку. Последний процесс так же происходит в горячих камерах, но мало того - на GMP производстве (система стандартов фармпроизводства, обеспечивающая стерильность и качество препаратов).
Вообще говоря, кпд процесса извлечения 99 Mo из урановой мишени невысок: кроме того, что используется мизерная часть дорогого урана 235, так еще и из наработанного молибдена всего несколько процентов попадет в генераторы технеция - остальное уйдет с остальными продуктами деления в радиоактивные отходы или распадется до переработки. Небольшой кпд, работа с оружейным ураном, большое количество радиоактивных отходов определяют дороговизну молибдена - порядка 50 миллионов долларов за грамм в генераторе. Спасает только то, что этот грамм позволяет провести десятки миллионов тестов.
В итоге цепочка производства диагностики с 99m Tc выглядит так: производство мишеней из ВОУ -> реактор -> горячие камеры (желательно рядом с реактором) -> GMP горячие камеры для зарядки генераторов технеция -> помещение в больнице для работы с радиоактивными препаратами. Текущий спрос составляет 12000 Кюри в неделю, и в мире есть десяток реакторов, которые занимаются облучением мишеней, но из них подавляющее количество молибдена поставляется канадским реактором NRU (4800 кюри в неделю) расположенным в Чалк Ривер, нидерландским HFR (2500 Ки) из Петтена, бельгийским BR-2 (который должна заменить MYRRHA) и французским OSIRIS - вместе они ответственны за 80% рынка этого нуклида. Рядом расположены так же крупнейшие переработчики мишеней Nordion в Kанаде, Mallinckrodt в Голландии, IRU в Бельгии.
Канадский реактор NRU использует мощную перегрузочную машину, которую ожидаешь увидеть скорее на АЭС. Его мощность 135 мегаватт тепловых - один из самых мощных исследовательских реакторов в мире.
Однако в эту сложившуюся еще в 80х компанию в 2010 году ворвался отечественный поставщик 99 Mo - известный институт НИИАР, обладающий мощнейшим парком реакторов для облучения. Облучение ведется на известном нам реакторе СМ , переработка - на радиохимической линии РОМОЛ-99 и самый большой в мире (на одной площадке) парк исследовательских реакторов позволяет производить до 25% мировых потребностей, что использовалось в начале 2010х канадцами Nordion во время закрытия реактора NRU на ремонт и модернизацию. Вообще старение основных реакторов-производителей медицинских радиоизотопов повышает возможности Росатома и других новых производителей (например нового реактора OPAL в Австралии) по завоеванию рынка.
Неказистая РОМОЛ-99 способна обеспечить 25% мировой потребности
в молибдене-99
Она же внутри горячей камеры.
Есть в России и производство полного цикла. НИФХИ имени
Л.Я.Карпова
(расположенный в Обнинске)
облучает мишени в своем
бассейновом
реакторе ВВР-ц, мощностью 15 мегаватт.
Облучение ведется в 4 каналах реактора куда загружаются специальные
сборки с внешним охлаждением.
Внешний вид ВВР-ц
Мишени облучаются в реакторе в течении приблизительно недели,
после чего извлекаются, выдерживаются двое суток для распада самых
активных осколков деления и перерабатываются в горячих камерах
НИФХИ.
Чертеж одной мишени. Видно, что урана тут совсем
немного.
Горячяя камера для работы с раствором
99 Mo
НИФХИ изготавливает
генераторы технеция на своем GMP производстве. Его мощность -
порядка 200 генераторов в неделю, с каждого из которых можно
получить до 20 порций технеция для диагностики. Зарядка
генераторов, как все остальные этапы - кропотливая работа в горячей
камере.
Зарядка генераторов технеция производится в стерильных и
радиационно-защищенных условиях.
Рынок облученных мишеней сегодня - порядка 50 миллионов долларов, раствора молибдена - 80 миллионов, а генераторов технеция 150, а медицинских процедур - 2 миллиарда долларов. Такой рынок уже вполне окупает создание специальных установок для получения 99 Mo, причем в основном разработки направленны на создание активационных или осколочных ускорительных машин - т.е. ускорителей с нейтронным источником (как ESS) вызывающих реакцию вынужденного деления U238 или нейтронного захвата в мишени 98 Mo. Пока эти разработки дают более дорогой молибден, чем в уже построенных реакторах, но более дешевый, чем если бы реактор пришлось бы построить специально только для наработки медицинских радиоизотопов. Кроме того, подобные ускорительные установки можно ставить прямо в госпиталях (в госпиталях уже стоит довольно много ускорителей для терапии и наработки короткоживущих диагностических изотопов - например 18F), в отличии от реакторов.
P.S. Изучая эту тему, я обнаружил для себя, что в Таиланде есть исследовательский реактор распространенной серии TRIGA, на котором в том числе
Изделие медицинского назначения
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
«Генератор технеция-99т типа ГТ-4К» |
|
НАЗНАЧЕНИЕ |
Для многократного получения стерильного раствора пертехнетата Для элюирования используется одна игла |
|
АКТИВНОСТИ |
4; 6; 8; 11 и 19 ГБк на установленную дату поставки |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
-5.jpg)
Генератор технеция-99т типа ГТ-4К
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
НОРМА |
|
Допускаемое отклонение активности элюата от номинальных |
от - 10 % до + 20 % |
|
Объем отбираемого элюата |
5 - 13 см 3 |
|
Количество элюирований |
> 20 раз по 10 см 3 |
|
Герметичность охранного сосуда |
по ГОСТ 16327 |
|
Масса генератора (брутто) |
16 кг |
|
Максимальная мощность эквивалентной дозы гамма-излучения: На расстоянии 1м Вплотную к охранному сосуду |
< 0,01 мЗв/час < 0,8 мЗв/час |
|
Устойчивость к механическим воздействиям |
группа 2 ГОСТ Р 50444-92 |
|
Устойчивость к климатическим факторам внешней среды |
исполнение УХЛ 4.2 ГОСТ |
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Конструкция и дизайн генератора технеция-99т типа ГТ-4К сокращает количество операций,
необходимых для получения РФП в клинических условиях. Обладает облегченной биологической
защитой (масса брутто - 16 кг). Имеет бактерицидный фильтр для получения стерильного элюата
пертехнетата натрия.
-6.jpg)
Схема генератора технеция-99т типа ГТ-4К
УСТРОЙСТВО и принцип работы генератора
ТЕХНЕЦИЯ-99т ТИПА ГТ-4К
1 - колонка;
2 - пробка;
3 - гильза;
4 - контейнер защитный;
5 - линия элюента;
6 - игла;
7 - полимерный контейнер;
8 - флакон предохранительный;
9 - корпус;
10 - крышка;
11 - кольцо резиновое;
12 - зажим.
Генератор представляет собой стеклянную колонку, содержащую сорбент с Мо-99, герметически
укупоренную и размещенную в защитном свинцовом контейнере. К генератору подключена
система коммуникаций для элюирования.
Колонка предназначена для адсорбции молибдена-99 и накопления технеция-99т. Она
герметизируется резиновыми пробками и закатывается алюминиевыми колпачками.
Защитный контейнер предназначен для биологической защиты медицинского персонала от
у-излучения изотопов молибдена-99 и технеция-99 m.
Система коммуникаций предназначена для соединения генераторной колонки с полимерным
контейнером (линия элюента) и вакуумированным флаконом (линия элюата).
Вакуумированные флаконы объемом 15 см 3 с градуировкой от 5 до 10 см 3 предназначены для
отбора необходимого объема элюата.
Полимерный контейнер, содержащий 200 см 3 элюента, представляет собой емкость с впаянной в
нее трубкой из поливинилхлорида.
При распаде молибдена-99 (Т 1/2 = 66,02 час) образуется новый радиоизотоп 99m Tc с периодом
полураспада 6,012 час. Максимальная активность по 99m Tc достигается через 23 часа, что создает
99 т-,-
возможность ежесуточного получения изотопа Tc.
При сборке генератора на предприятии-изготовителе к нему подсоединяется полимерный
контейнер с элюентом. Элюент всасывается снизу вверх, вымывая технеций-99т с сорбента по
колонке, и через стерилизующий дисковый фильтр попадает в вакуумированный флакон. 5 мл
элюента достаточно для полного извлечения Tc, однако элюирование может продолжаться до тех
пор, пока флакон не заполнится полностью (13 мл), если необходима более низкая концентрация
активности технеция-99т.
Количества элюата 200 см 3 достаточно на 15 элюирований по 13 см 3 .
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЮАТА
Молибдат натрия после тонкой очистки адсорбируют на колонке из окиси алюминия с некоторыми
добавками в устройстве, называемом генератором технеция. Изотоп 99 Мо с периодом полураспада
66 часов превращается в изотоп 99m Tc. Раствор пертехнетата натрия в медицинских учреждениях
вводится в организм человека, и по гамма-излучению изотопа Tc производится диагностика
многочисленных заболеваний, включая онкологические. Для повышения избирательности
распределения технеция в организме человека и, тем самым, понижения радиационной нагрузки
на организм используются химические реагентные наборы - соединения, которые способствуют
концентрированию технеция в избранном для диагностики органе.
ФОРМА ВЫПУСКА
Генераторы выпускают со следующими активностями радионуклида технеция-99т в элюате на дату
поставки: 4; 6; 8; 11 и 19 ГБк.
Вакуумированные стерильные флаконы для лекарственных средств вместимостью 15 мл,
предназначенные для получения элюата из генератора.
Полимерный контейнер обеспечивает сохранность стерильного изотонического раствора хлорида
натрия (далее элюент).
Защитный медицинский контейнер обеспечивает оптимальную защиту от радиации при
элюировании.
КОМПЛЕКТНОСТЬ
Генератор технеция-99т типа ГТ-4К;
Вакуумированные стерильные флаконы для лекарственных средств объемом 15 см 3 (20 шт.);
Медицинский защитный контейнер;
-7.jpg)
Транспортный упаковочный комплект;
Паспорт;
Руководство по эксплуатации.
ТАРА И УПАКОВКА
Генератор, вакуумированные флаконы, паспорт
упаковываются в транспортный упаковочный комплект.
Транспортный упаковочный комплект состоит из
картонной коробки, амортизаторов из полистирола,
охранного сосуда (ведра). Крышка ведра герметизируется
с помощью резиновой прокладки зажимом.
Клапаны картонного ящика заклеиваются клеевой лентой
на бумажной основе и обвязываются хлопчатобумажной лентой.
Габаритные размеры: 350*350*350 мм.
Транспортный упаковочный комплект
СРОК ГОДНОСТИ
Гарантийный срок эксплуатации и хранения 15 суток на установленную дату поставки.
В течение срока годности изготовитель гарантирует соответствие изделия техническим условиям.
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
«Натрия пертехнетат, 99m Tc из генератора» |
|
ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА |
|
|
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ |
. сцинтиграфия щитовидной и слюнной желез; . сцинтиграфия головного мозга; . радионуклидная ангиокардиография и вентрикулография; .
натрия пертехнетат, 99m Tc широко используется для приготовления |
|
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
|
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
НОРМА |
|
Внешний вид |
|
|
рН |
4,0-7,0 |
|
Объемная активность |
74 - 3700 М Бк/мл на дату и время |
|
Радионуклидные примеси: Молибден-99 Другие у-излучатели (от активности технеция-99т на дату и время изготовления) |
Не более 2 х Ш 2 % Не более 2 х Ш 3 % |
|
Радиохимическая чистота |
Не менее 99,0 % |
|
Алюминий Медь Железо Марганец Мышьяк, барий, бериллий, висмут, кадмий, хром, ртуть, |
Ниже предела их обнаружения |
|
Пирогенность |
Апирогенный |
|
Стерильность |
Стерильный |
|
Состав на 1 мл: Технеций^9т Натрия хлорид Вода для инъекций |
74 - 3700 МБк 8,0 - 10,0 мг |
|
Период полураспада |
6,012 часа |
|
Срок годности |
Не более 24 часов с даты и |
-8.jpg)
Область применения
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
Препарат «Натрия пертехнетат, 99т Тс из генератора», представляет собой раствор пертехнетата, 99т Тс
в изотонической среде, получаемый из генератора технеция-99т. Натрия пертехнетат, 99т Тс
получают непосредственно в медицинских учреждениях пропусканием через генератор технеция-
99m стерильного 0,9 % раствора хлорида натрия.
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Натрия пертехнетат, 99т Тс, накапливаясь в щитовидной железе, не участвует в синтезе тиреоидных
гормонов. Это обстоятельство позволяет использовать препарат для сцинтиграфических
исследований щитовидной железы на фоне применения антитиреоидных препаратов,
блокирующих захват йода щитовидной железой.
Медленное выведение натрия пертехнетата, 99т Тс из циркулирующей крови позволяет использовать
его для оценки динамических характеристик кровотока различных органов пациентов (головного
мозга, сердца и др.).
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
ФОРМА ВЫПУСКА
Раствор для внутривенного введения, с объемной активностью 74 - 3700 МБк/мл на дату и время
изготовления.
-9.jpg)
Препарат «Натрия пертехнетат, 99т Тс из генератора» получают
непосредственно в медицинских учреждениях в соответствии
с руководством по эксплуатации генератора технеция-99т
порциями не менее 5 мл объемной активности 74 - 3700 МБк/мл
во флаконы для лекарственных средств вместимостью 15 мл,
герметически укупоренные пробками резиновыми медицинс¬
кими и обжатые колпачками алюминиевыми.
УПАКОВКА
Вакуумированные стерильные флаконы для лекарственных
средств (в количестве 20 штук), паспорт и инструкцию по меди¬
цинскому применению помещают вместе с генератором технеция-
99m в упаковочный комплект транспортный ГТ-4К.
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
«Натрия йодид, 131 I» |
|
ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА |
Раствор для приема внутрь |
|
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ |
Для оценки функционального состояния щитовидной железы, |
|
АКТИВНОСТИ |
120, 200, 400, 600, 1000, 1200, 2000, 4000 МБк на установленную дату |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
НОРМА |
|
Внешний вид |
Бесцветная прозрачная жидкость |
|
рН |
7,0 - 12,0 |
|
Объемная активность |
37,0 - 1100 МБк/мл на дату изготовления |
|
Радионуклидные примеси |
Относительное содержание примесей теллура (75 Se) должно быть не более 0,01
%
от |
|
Радиохимическая чистота |
Не менее 95,0 % |
|
Теллур Свинец Медь Железо Марганец Кремний Молибден, барий, бериллий, висмут, |
0,25 0,05 20,0 Ниже предела их обнаружения |
|
Стерильность |
Стерильный |
|
Состав на 1 мл: Йод~131 (в виде натрия йодида) Натрия гидроксид Вода для инъекций |
37,0 - 1110 МБк Не более 0,4 мг |
|
Период полураспада |
8,05 суток |
|
Срок годности |
15 суток от даты изготовления |
-10.jpg)
Область применения
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
Метод производства раствора натрия йодида с 131 I состоит в облучении на ядерном реакторе
мишени, содержащей предварительно просушенную двуокись теллура, с последующей
сублимацией из нее 131 I в термической установке и поглощением его в ловушках с раствором
гидроокиси натрия.
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
диагностической целью для определения функционального состояния и визуализации щитовидной
железы методом радиометрии и сканирования.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Беременность; период лактации; гиперчувствительность к препарату; ограничения по возрасту - до
18 лет.
ФОРМА ВЫПУСКА
Препарат выпускают в виде раствора для приема внутрь во флаконах для лекарственных средств
вместимостью 15 мл, герметически укупоренных резиновыми медицинскими пробками и обжатых
колпачками алюминиевыми.
Фасуется порциями по 120, 200, 400, 600, 1000, 1200, 2000, 4000 МБк на установленную дату
поставки.
для радиоактивных веществ.
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
«Натрия о-йодгиппурат, 131 I» |
|
ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА |
Раствор для внутривенного введения |
|
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ |
Для диагностики функционального состояния почек при различных |
|
АКТИВНОСТЬ |
20, 40, 80, 200 МБк на установленную дату поставки |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Бесцветная или слегка желтоватая прозрачная жидкость
Внешний вид
рН
Объемная активность
Радиохимическая чистота
Натрия о-йодгиппурат
Спирт бензиловый
Натрия хлорид
Стерильность
Пирогенность
Состав на 1 мл:
Йод-131 (в виде натрия йодида, 131 I)
Натрия о-йодгиппурат
Бензиловый спирт
Натрия хлорид
Вода для инъекций
Период полураспада
Срок годности
5,5 - 8,5
От 4,0 до 40,0 М Бк/мл на дату изготовления
Не менее 98,0 %
От 9,0 до 12,0 мг/мл
От 8,0 до 10,0 мг/мл
От 8,0 до 10,0 мг/мл
Стерильный
Апирогенный
4.0 - 40,0 МБк
9.0 -12,0 мг
8.0 - 10,0 мг
8,0 - 10,0 мг
до 1,0 мл
8,05 суток
20 суток с даты изготовления
-13.jpg)
Область применения
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
Получение раствора натрия о-йодгиппурата, меченного 131 I, основано на реакции изотопного
обмена между атомами йода природного изотопного состава в нерадиоактивной орто-
йодгиппуровой кислоте и радиоактивными атомами йода в йодиде натрия с 131 I с последующим
растворением осадка орто-йодгиппуровой кислоты, меченной 131 I, в растворе натрия углекислого
кислого и приготовлением лекарственной формы препарата.
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Препарат, введенный внутривенно, быстро выводится из циркулирующей крови почками с
периодом полувыведения Т 1/2 = 12 - 14 минут. Содержание натрия о-йодгиппурат, 131 I в почках
достигает 6 - 8 % от введенного количества, с периодом полувыведения из них 2 - 5 минут.
По данным скорости выведения препарата из организма, величинам и временным характерис¬
тикам накопления и выведения препарата почками определяют их функциональное состояние.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Беременность; период лактации; гиперчувствительность к препарату.
ФОРМА ВЫПУСКА
Фасуется порциями по 20, 40, 80, 200 МБк на установленную дату поставки.
Флакон, паспорт и инструкцию по применению помещают в упаковочный комплект транспортный
для радиоактивных веществ.
-14.jpg)
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
|
|
ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА |
Раствор для внутривенного введения и приема внутрь |
|
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ |
В диагностических целях препарат применяется для оценки |
|
АКТИВНОСТИ |
40, 120, 200, 400, МБк на установленную дату поставки |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
НОРМА |
|
Внешний вид |
Бесцветная прозрачная жидкость |
|
рН |
СГ) |
|
Объемная активность |
От 18,5 до 37 МБк/мл на дату изготовления |
|
Радиохимическая чистота |
Не менее 95,0 % |
|
Фосфор |
От 3,3 до 3,9 мг/мл |
|
Стерильность |
Стерильный |
|
Пирогенность |
Апирогенный |
|
Состав на 1 мл: |
|
|
Йод-131 |
18,5 - 37,0 МБк |
|
Фосфор |
3,3 - 3,9 мг |
|
Вода для инъекций |
до 1,0 мл |
|
Период полураспада |
8,05 суток |
|
Срок годности |
30 суток с даты изготовления |
■одид,J, i в изотония*
раствор для внутри"
и для приема внутрь
"вления
Юности 30 суток ° т
Область применения
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
6,0 - 7,0 ед. рН и объемную активность от 18,5 до 37,0 МБк/мл на дату изготовления.
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
щитовидной железе.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Беременность; период лактации; гиперчувствительность; детский возраст до 18 лет.
ФОРМА ВЫПУСКА
медицинскими пробками и обжатых колпачками алюминиевыми.
Фасуется порциями по 40, 120, 200, 400 МБк при объемной активности 18,5 - 37,0 МБк/мл на
установленную дату поставки.
Флакон, паспорт и инструкцию по применению помещают в упаковочный комплект транспортный
для радиоактивных веществ.
-15.jpg)
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
«Уреакапс, 14 С» |
|
ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА |
Капсула 37 кБк |
|
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ |
Скрининг-метод диагностики обсемененности Helicobacter |
|
НОМИНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ |
37 кБк |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
НОРМА |
|
Внешний вид |
Твердые желатиновые капсулы с крышечками, |
|
Активность углерода-14 |
От 31 до 43 кБк на дату изготовления |
|
Распадаемость |
Не более 20 минут при температуре 37±2°С |
|
Состав на 1 капсулу: Активное вещество: Углерод-14 (в виде водного раствора / 14 С/ мочевины) |
37 кБк |
|
Натрия пирофосфат (в пересчете на безводный) |
200 мг |
|
Капсула твердая желатиновая |
40 мг |
|
Состав желатиновой капсулы: |
|
|
Желатин |
|
|
Вода очищенная Железа оксид желтый (Е 172) Титана диоксид (Е 171) |
|
|
Фосфор |
От 42 до 52 мг |
|
Микробиологическая чистота |
|
|
Срок годности |
2 года с даты изготовления |
-16.jpg)
Область применения
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Радиофармацевтический препарат (РФП) «Уреакапс, 14 С» используется для обнаружения бактерий
Helicobacter pylori (Hp) в организме человека с помощью неинвазивного дыхательного теста.
В основе диагностического метода лежит опосредованное измерение наличия фермента уреазы,
выделяемого Нр. Поскольку уреаза не присутствует в норме в тканях человека, а другие бактерии,
продуцирующие уреазу, не колонизируют желудок человека, наличие уреазы в желудке означает
присутствие Нр.
ПРОЦЕСС АНАЛИЗА
Капсула «Уреакапс, 14 С» проглатывается пациентом. В желудке, при наличии Нр, и следовательно
уреазы, меченная мочевина, содержащаяся в препарате, гидролизуется ферментом на бикарбонат
и аммоний. Бикарбонат в кислой среде желудка распадается на воду и меченный 14 СО 2 , который
всасывается в кровь и выделяется с выдыхаемым воздухом.
Отбирают пробы выдыхаемого через определенные интервалы времени. Проводят
радиометрический анализ этих проб на жидкостном сцинтиграфическом счетчике. По содержанию
меченного углекислого газа устанавливают инфицированность пациентов бактериями Нр.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Беременность; период лактации; гиперчувствительность к препарату; детский возраст до 14 лет.
ФОРМА ВЫПУСКА
Капсула 37 кБк.
По 25 капсул помещают во флакон для лекарственных средств вместимостью 15 мл, герметически
укупоривают резиновыми медицинскими пробками и обжимают колпачками алюминиевыми.
По 10 флаконов, паспорт и инструкцию по применению помещают в коробку из вспененного
полистирола или в коробку из картона.
ХРАНЕНИЕ
Капсулы хранят в сухом месте при температуре от 15 - 30 °С, вдали от источников тепла, не подвергая
воздействию прямого солнечного света.
-17.jpg)
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
«Натрия йодид 131 I, в изотоническом растворе» |
|
ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА |
Раствор для внутривенного введения и для приема внутрь |
|
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ |
Для лечения больных с токсическим зобом, а также раком щитовидной железы и его метастазами |
|
АКТИВНОСТИ |
400, 1000, 2000, 4000 МБк на установленную дату поставки |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
НОРМА |
|
Внешний вид |
Бесцветная прозрачная жидкость |
|
рН |
СГ) |
|
Объемная активность |
От 740 до 1850 М Бк/мл на дату изготовления |
|
Радиохимическая чистота |
Не менее 95,0 % |
|
Фосфор |
От 3,3 до 3,9 мг/мл |
|
Стерильность |
Стерильный |
|
Пирогенность |
Апирогенный |
|
Состав на 1 мл: |
|
|
Йод-131 |
740 - 1850 МБк |
|
Фосфор |
3,3 - 3,9 мг |
|
Вода для инъекций |
до 1,0 мл |
|
Период полураспада |
8,05 суток |
|
Срок годности |
30 суток с даты изготовления |
«НИФХВ’
24V033,
г,
06нчЧ № .
Киевское
приема
"Дид, ""I в И10тан“ чг ^у
Расгвор для внутри"
внутри
1СНИЯ
Юности 30 суток
Область применения
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
Метод приготовления препарата состоит в добавлении к раствору натрия йодида с йодом-131
расчетного количества рабочего фосфатного буферного раствора для создания в препарате
изотонической концентрации солей.
Для приготовления препарата смешиваемые вещества берут по расчету в количествах,
обеспечивающих содержание фосфора в нем в пределах 3,3 - 3,9 мг/мл, значение рН в интервале
6,0 - 7,0 ед. рН и объемную активность от 740 до 1850 МБк/мл на дату изготовления.
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Избирательное накопление 131 I в щитовидной железе позволяет использовать препарат с
терапевтической целью для лечения тиреотоксикоза, а также рака щитовидной железы и его
метастазов.
Радиоактивный изотоп йода 131 I при введении в организм накапливается преимущественно в
щитовидной железе.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Беременность; период лактации.
ФОРМА ВЫПУСКА
Препарат выпускается в виде раствора для внутривенного введения и для приема внутрь во
флаконах для лекарственных средств вместимостью 15 мл, герметически укупоренных резиновыми
медицинскими пробками и обжатых колпачками алюминиевыми, и фасуется порциями по 400,
1000, 2000, 4000 МБк при объемной активности 740 - 1850 МБк/мл на установленную дату
поставки.
Флакон, паспорт и инструкцию по применению помещают в упаковочный комплект транспортный
для радиоактивных веществ.
-18.jpg)
|
НАИМЕНОВАНИЕ |
«Самарий, 153 Sm оксабифор» |
|
ЛЕКАРСТВЕННАЯ ФОРМА |
Раствор для внутривенного введения |
|
ПОКАЗАНИЯ К ПРИМЕНЕНИЮ |
Для использования в онкологической практике с целью стойкого Кроме того, препарат может применяться в ревматической практике |
|
АКТИВНОСТЬ |
500, 1000, 2000 МБк на установленную дату поставки |
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
|
НАИМЕНОВАНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ |
НОРМА |
|
Внешний вид |
Прозрачная бесцветная жидкость |
|
рН |
5,0 - 7,0 |
|
Объемная активность |
От 240 до 1500 МБк/мл на дату и время изготовления |
|
Радиохимическая чистота |
Не менее 90,0 % |
|
Должно быть ниже предела их обнаружения |
|
|
Be, Bi, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sn, Sb, Te, Zn |
|
|
Натрия хлорид |
От 4,0 до 6,0 мг/мл |
|
Натрия оксабифор |
От 15,0 до 25,0 мг/мл |
|
Самарий |
От 25,0 до 100,0 мг/мл |
|
Стерильность |
Стерильный |
|
Пирогенность |
Апирогенный |
|
Состав на 1 мл: |
|
|
Самарий-153 |
240 - 1500 МБк |
|
Самарий (в виде комплекса самарий оксабифор) |
62,5 мкг |
|
Натрия хлорид |
5,0 мг |
|
Натрия оксабифор |
20 мг |
|
Вода для инъекций |
до 1,0 мл |
|
Период полураспада |
46,7 часа |
|
Срок годности |
4 суток с даты изготовления |
-19.jpg)
Область применения
СУЩНОСТЬ МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ
Радионуклид самарий-153 получают путем облучения самария хлористого тепловыми нейтронами
ядерного реактора по реакции 152 Sm (n. y) 153 Sm.
ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Препарат «Самарий, 153 Sm оксабифор» применяется у взрослых.
Препарат «Самарий, 153 Sm оксабифор» обладает способностью избирательно накапливаться в
метастатических и воспалительно-деструктивных очагах в костной ткани. Благодаря наличию в
своем составе радионуклида самария-153, испускающего бета-частицы, препарат воздействует на
клетки метастатического или воспалительного очага и окружающие его нервные окончания,
вызывая одновременно обезболивающий и антипролиферативный эффект. Наличие гамма-
излучения изотопа самарий-153 позволяет регистрировать распределение и накопление препарата
в организме человека при помощи гамма-камеры.
ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ
Гиперчувствительность к препарату или его компонентам; тяжелая почечная и/или печеночная
недостаточность; низкий уровень тромбоцитов (ниже 100,0*10 9 /л); низкий уровень лейкоцитов
(ниже 2,0*10 9 /л); прогрессирующее снижение количества форменных элементов крови;
предварительная массивная миелосупрессивная химиотерапия; угроза компрессионного
перелома позвоночника; беременность; период лактации.
ФОРМА ВЫПУСКА
Препарат выпускается в виде раствора для внутривенного введения во флаконах для лекарственных
средств вместимостью 15 мл, герметически укупоренных резиновыми медицинскими пробками и
обжатых колпачками алюминиевыми.
Фасуется порциями по 500, 1000, 2000 МБк на установленную дату поставки.
Флакон, паспорт и инструкцию по применению помещают в упаковочный комплект транспортный
для радиоактивных веществ.
Это заключительная часть из серии статей о Научно-исследовательском институте атомных реакторов, который находится в городе Димитровграде, Ульяновской области. Мы уже познакомились с технологией производства самого дорогого металла на планете - , узнали, как делают топливные сборки для атомных реакторов, увидели уникальный реактор СМ-3, способный генерировать очень плотный поток нейтронов. Но всё же это не основная продукция, которую выпускает НИИ. Есть одно вещество, без которого все онкодиагностические клиники мира не смогу прожить ни дня. Цена этого радиоизотопа достигает 46 млн. долларов за грамм. Что это за вещество и почему малейшие сбои в его поставках вызывают большой переполох в мировой ядерной медицине - читайте далее...
Технеций и молибден
Это вещество - Молибден-99, с помощью которого сегодня проводится около 70% диагностических процедур в области онкологии, 50% - в кардиологии и около 90% - в радионуклидной диагностике. В силу сложности и дороговизны его получения, он широко доступен лишь в немногих развитых странах. Но как же Молибден-99 помогает в диагностике?
На самом деле всё не так просто. Молибден-99 - не конечный продукт, который используется в ядерной медицине. Её рабочей лошадкой является другой радиоактивный металл - Технеций-99.
Запутались? Попробую объяснить.
Большинство искусственно получаемых изотопов (разновидностей одного и того же химического элемента) весьма нестабильны и быстро распадаются за счет радиоактивного излучения. Время, через которое от изначального количества вещества остаётся ровно половина (на самом деле измерения делают по величине активности в Кюри, но для простоты будем считать массу), называют периодом полураспада. К примеру, один грамм того самого дорогущего Калифорния-252 через 2,5 года превращается в половину грамма, а самый новый и последний полученный 118-й элемент таблицы Менделеева Унуноктий-294 уменьшается вдвое вообще за 1 мс. Период полураспада нашего мегаполезного изотопа Технеция-99 - всего 6 часов. В этом и его плюс, и его минус.
Реакторный корпус в НИИАР
Излучение этого изотопа является довольно мягким, не затрагивающим соседние органы, при этом оно идеально подходит для регистрации специальной аппаратурой. Технеций способен накапливаться в поражённых опухолью органах или омертвевших участках сердечной мышцы, поэтому с помощью этого метода можно, например, выявить очаг инфаркта миокарда уже через 24 часа после его начала - проблемные места в организме просто подсветятся на снимке или экране. Через несколько часов после введения Технеций-99 превращается в более устойчивый изотоп и полностью выводится из организма без каких-либо последствий для здоровья. Однако, эти 6 часов одновременно являются и головной болью медиков, так как за такое короткое время его просто невозможно доставить в клинику с места производства.
НИИАР в Димитровграде
Единственный выход из этой ситуации - производить Технеций-99 на месте, прямо в диагностической клинике. Но как это сделать? Неужели нужно оборудовать каждую клинику ядерным реактором? К счастью, этого не потребовалось. Всё дело в том, что Технеций-99 можно сравнительно легко и без реактора получить из другого изотопа - Молибдена-99, период полураспада которого составляет уже 66 часов! А это уже более-менее адекватное время, за которое изотоп можно доставить в клинику из любой точки земного шара. Специалистам в клинике остаётся лишь превратить Молибден-99 в Технеций-99 с помощью специального генератора технеция
В генераторе происходит естественный распад Молибдена-99, одним из продуктов которого и является Технеций-99, который выделяют уже химическим путем - солевой раствор вымывает технеций, но оставляет на месте молибден. Подобная процедура может производиться несколько раз в день в течение недели, после чего требуется замена генератора на свежий. Эта необходимость связана с уменьшением активности Молибдена-99 вследствие его распада, а также с начинающимся загрязнением технеция молибденом. «Старый» генератор становится непригодным для медицинских нужд. Из-за короткого периода полураспада Молибдена-99 невозможно создавать запасы генераторов технеция. Требуются их регулярные поставки на еженедельной основе или в ещё более короткие сроки.
Таким образом, молибден-99 является своего рода родительским изотопом, который удобно транспортировать до конечного потребителя. Теперь мы подходим к самому главному - процессу получения Молибдена-99.
Как делают молибден-99
Молибден-99 можно получить только двумя способами и только в ядерном реакторе. Первый способ - это взять стабильный изотоп Молибден-98 и с помощью ядерной реакции захвата нейтрона превратить его в Молибден-99. Это наиболее «чистый» метод, который, однако, не позволяет получать коммерческие объёмы изотопа. Нужно отметить, что этот способ является перспективным и в настоящее время совершенствуется. Уже сегодня Япония собирается использовать этот метод для производства молибдена для собственных нужд.
Второй способ заключается в делении ядер высокообогащённого Урана-235 плотным потоком нейтронов. При «обстреле» урановой мишени нейтронами, она распадается на множество более лёгких элементов, одним из которых и является Молибден-99. Если вы уже читали первую часть этой серии статей, то наверняка должны помнить про уникальный в своем роде , который и генерирует тот самый плотный поток нейтронов - снарядов, разбивающих «малину» урана на несколько маленьких «ягодок».
Мишени могут быть различной формы - пластины, стержни и т.д. Они могу быть сделаны как из металлического урана, так и из его оксида или сплава с другим металлом (например, алюминием). Мишени в оболочках из алюминия или нержавеющей стали помещаются в активный канал реактора и выдерживаются там на протяжении определённого времени.
Реактор СМ-3 в НИИАР
После извлечения мишени из реактора, она охлаждается водой в течение половины суток и переносится в специальную «горячую» лабораторию, где из смеси продуктов деления урана химическим путём выделяют искомый Молибден-99, которого там окажется всего 6%. С этого момента запускается обратный отсчёт времени жизни нашего молибдена, за которой готов заплатить заказчик. Эту процедуру необходимо провести как можно быстрее, так как после облучения мишени каждый час теряется до 1% молибдена вследствие его распада.
В «горячей» камере, с помощью электромеханических манипуляторов, материал мишени с помощью щёлочи или кислоты превращается в жидкий раствор, из которого различными химическими реагентами и происходит выделение молибдена. В НИИАР используют щелочной метод, который более безопасен, чем кислотный, так как оставляет после себя меньше опасных жидких отходов.
Конечный продукт выглядит как бесцветная жидкость - раствор соли молибдата натрия.
фото ngs.ru
Флакончик с жидкостью помещают в специальный свинцовый контейнер и спецрейсом с ближайшего аэропорта Ульяновска отправляют потре**телю.
Весь процесс проходит под контролем компьютерной системы. исключающей ошибку оператора и человеческий фактор, что очень важно при производстве Молибдена-99. Необходимо так же соблюдать и все требования техники безопасности.
К сожалению, описанный выше метод является крайне «грязным» с точки зрения получения большого количества радиоактивных отходов, которые в дальнейшем практически не используются и нуждаются в захоронении. Ситуация усугубляется еще и тем, что отходы эти жидкие - их сложнее всего хранить и утилизировать. К слову сказать, в отходы попадает 97% исходной загрузки урана в мишень! Чисто теоретически, высокообогащённый уран из отходов может быть извлечён для дальнейшего использования, но практически этого никто не делает.
Проблемы
До недавних пор в мире было лишь 3 основных производителей Молибдена-99, и на них приходилось 95% всех поставок. Димитровградский НИИАР покрывал лишь до 5% потребности в этом изотопе. Самыми мощными игроками этой отрасли были Канада (40%), Нидерланды+Бельгия (45%) и ЮАР (10%). Однако у самого крупного поставщика Канады возникли проблемы с основным реактором-наработчиком, и ниша внезапно освободилась. «Росатоме» увидел в этом шанс занять ее в течение короткого срока.
Дефицит Молибдена-99 на мировом рынке сейчас превышает 30% при средних потребностях до 12 000 кюри в неделю (эту продукцию измеряют не в граммах, а в единицах активности материалов). А цены на это вещество доходят до $1500 за кюри.
Однако, при таких объёмах производства молибдена-99 встаёт вопрос о пропорциональном увеличении количества радиоактивных отходов, которые нужно где-то хранить. К сожалению, единственным способом захоронить жидкие отходы в НИИАР до сих пор остаётся закачка их под давлением на глубину 1300 метров. Это очень опасно, учитывая нахождение площадки хранилища на пересечении тектонических разломов (по исследованиям «ЦНИИгеолнеруда»). На сегодня это самый больной вопрос, для которого пока нет решения: под землей рядом с Димитровградом уже образовалось небольшое море радиоактивных отходов, которые теоретически могут попасть в Волгу.
Строительство нового многоцелевого реактора на быстрых нейтронах в НИИАР
По хорошему, жидкие отходы необходимо переводить в твёрдые путем цементирования и хранить их уже в специальных контейнерах. В 2015 году в НИИАР был построен новый пункт хранения твёрдых отходов на 8000 кубометров, с технологическими участками сортировки, переработки и кондиционирования.
фото niiar.ru
На протяжении более двух десятков лет МАГАТЭ выказывают крайнее недовольство технологией использования высокообогащённого урана в производстве молибдена-99. Но технология, используемая в НИИАР рассчитана именно на этот способ. Со временем димитровградский НИИ планирует переходить на работу с низкообогащённым ураном. Но это вопрос будущего, а пока самым сложным вопросом при производстве Молибдена остаётся утилизация радиоактивных отходов.
А их много и все они чрезвычайно опасны для окружающей среды и населения. Взять, к примеру изотопы стронция и йода, которые запросто могут попасть в атмосферу и разнестись на сотни километров вокруг. Для региона, где у населения наблюдается природный дефицит йода, это особенно опасно. Организм забирает из среды необходимый йод, включая и радиоактивный, что и приводит к печальным последствиям для здоровья. Но, как утверждают в НИИАР, их технологический процесс обладает очень высокой защищённостью от выбросов йода в атмосферу.
Сапожник без сапог
Каждый год в всем мире выполняют более 30 млн. лечебных процедур с применением радионуклидов. Однако в самой России, претендующей на роль основного поставщика Молибдена-99, потребность в этом изотопе минимальна. Более 70% всех произведённых в России радиоактивных изотопов уходит на экспорт. У онкологических больных в России шанс получить современное и своевременное лечение, не превышает 10% по причине банальной нехватки специализированных диагностических центров. В стране работают всего семь таких центров. Но нужно, чтобы их было не менее 140. Получается, что новейшие технологии с использованием изотопов в России зачастую просто негде применять.
Для сравнения, В США действует свыше 2000 центров ядерной медицины. В других развитых странах один такой центр приходится на каждые 500 тыс. человек населения. Ничего удивительного, что, по данным ВОЗ, пятилетняя выживаемость онкологических больных в США составляет 62%, во Франции - 58%, в России эта цифра не достигает и 43%.
Из этого и складывается не очень радостная картина: кому-то вершки, а нам - корешки.
Если вспоминать практическую пользу от открытия цепной реакции деления урана, то сразу после оружия и энергетики, пожалуй, окажется методы ядерной медицины. Ядерные явления используются как в диагностике, так и лучевой терапии. Я хотел бы на примере радиоактивного изотопа технеция 99m Tc показать, как ядерные реакторы помогают с диагностикой онкологии.
Томографические срезы интенсивности гамма-излучения меченого 99m Tc препарата.
Короткоживущий изомер технеция 99m Tc – зонд (трассер), перемещение которого по организму и накопление можно контролировать с помощью томографии гамма-квантов, вылетающих при изомерном переходе этого нуклида. Он обладает коротким периодом полураспада (Т = 6,04 часа, распадаясь в основное состояние 99 Tc, тоже радиоактивный изотоп, но с периодом полураспада уже 214 тысяч лет), у технеция нет стабильных изотопов, он незнаком наше биохимии, поэтому он не встраивается в метаболические пути в организме и быстро выводится. Еще одним важным полезным свойством является энергия γ-излучения (140 кэВ) - она достаточно велика, чтобы проникать сквозь ткани и достаточно мала, что бы не вызывать их переоблучения.
Схема, иллюстрирующая получение технеция путем промытия колонки с материнским изотопом, находящейся в свинцовой защите специальной средой, вымывающей технеций.
В итоге сегодня в мире 80% диагностических процедур с использованием радиофармпрепаратов приходится на 99m Tc - это порядка 30 млн. процедур в год, в деньгах же Технеций - примерно 1/4 всей ядерной медицины. Диагностика трейсером выглядит как исследование динамики перемещения в организме специально подобранных молекул препарата с технецием; википедия знает множество таких веществ для диагностики разнообразных видов рака. При этом обычно маркирующий препарат накапливается (или не накапливается) в больном (здоровом) органе, и это легко увидеть однофотонным сцинциляционным томографом.
Собственно, вот и он - однофотонный (в отличие от ПЭТ томографов, регистрирующих два фотона аннигиляции позитронов бета-плюс распада) сцинциляционный томограф.
Однако, как мне кажется, гораздо более поразительная, чем сама диагностика, вещь - это получение радиофармпрепарата. Задумайтесь: время полураспада технеция 6 часов - за 24 часа распадается 94% этого изотопа, а значит, препарат нельзя купить в аптеке, да его и перевозить-то сложно: даже перемещая его по городу можно потерять половину активности. Давайте раскрутим цепочку диагностической процедуры с конца до начала, а потом посмотрим на мировой рынок этого изотопа.
Как уже можно догадаться, препараты технеция для диагностики получают прямо в больнице с помощью довольно пугающих по своей серьезности радиохимических процедур. 99m Tc - единственный дочерний изотоп радиоактивного молибдена 99 Mo, период полураспада которого 2.75 дня. Молибден 99 доставляют в больницу в виде генераторов технеция - свинцовых контейнеров, в которых находится колонка с осажденным молибденом.
Генераторы технеция живьем…
И в разрезе.
В 20-килограммовом генераторе содержится обычно от 0,5 до 5 Кюри (Кюри - это такая единица активности, определенное количество распадов в секунду. Еще одна похожая единица - Беккерель (Бк), один Ки равен 3,7*10 10 Бк) активно распадающегося молибдена. Для получения радиохимпрепарата сквозь колонку промывается химическое вещество которое элюирует (захватывает) технеций. Обычно для этого на генератор надеваются две ампулы: одна с элюэнтом, а вторая с вакуумом, причем на вакуумную ампулу надевается свинцовый экран.
Наконец, набрав раствора 99m Tc на его базе готовят радиофармпрепарат. Не поленитесь посмотреть видео ниже: правила обращения с радиоактивной фармой, наводят на мысль, что не очень-то полезно вводить это внутрь:) Средний диагностический тест требует примерно 250 МБк (0,06 Ки) технеция и приводит к получению дозы в 50 мЗв (5 бэр) - примерно одна предельно допустимая годовая доза для персонала АЭС.
Следующий вопрос: откуда берутся генераторы технеция, наполненные 99 Mo? Здесь вступают в игру ядерные реакторы. 99Mo - это один из осколков 235U, в продуктах деления урана его примерно 6,3%. Любой работающий гигаваттник содержит в своем топливе сотни грамм этого изотопа, при том, что потребление для медицинских нужд - всего около 1 грамма в год. Однако только остановка и извлечение ТВС из мощного энергетического реактора занимает столько времени (несколько суток), что от молибдена не остается практически ничего.
Взяв колбочку с настоящим раствором молибдена-99 в руку, можно этой руки лишиться - радиоактивность такой колбы будет порядка 100 рентген в секунду на поверхности.
Поэтому 99 Mo получают, облучая на исследовательских реакторах небольшие (десятки грамм) мишени из высокообогащенного 235U (наличие 238 изотопа в мишени дает нежелательные радиотоксичные трансурановые элементы: плутоний, нептуний, америций). После извлечения из реактора мишени выдерживают 1-2 суток для распада еще более активных, чем молибден, осколков, затем растворяют в азотной кислоте или щелочи и химическим способом в горячей камере экстрагируют 99 Mo. Наконец, очищенный раствор с радиоактивным молибденом передают на производство генераторов технеция, где он заряжается в сорбционную колонку. Последний процесс также происходит в горячих камерах, но мало того - на GMP производстве (система стандартов фармпроизводства, обеспечивающая стерильность и качество препаратов).
Вообще говоря, КПД процесса извлечения 99 Mo из урановой мишени невысок: кроме того что используется мизерная часть дорогого урана 235, так еще и из наработанного молибдена всего несколько процентов попадет в генераторы технеция - остальное уйдет с остальными продуктами деления в радиоактивные отходы или распадется до переработки. Небольшой кпд, работа с оружейным ураном, большое количество радиоактивных отходов определяют дороговизну молибдена - порядка 50 миллионов долларов за грамм в генераторе. Спасает только то, что этот грамм позволяет провести десятки миллионов тестов.
В итоге цепочка производства диагностики с 99m Tc выглядит так: производство мишеней из ВОУ -> реактор -> горячие камеры (желательно рядом с реактором) -> GMP горячие камеры для зарядки генераторов технеция -> помещение в больнице для работы с радиоактивными препаратами. Текущий спрос составляет 12000 Кюри в неделю, и в мире есть десяток реакторов, которые занимаются облучением мишеней, но из них подавляющее количество молибдена поставляется канадским реактором NRU (4800 кюри в неделю), расположенным в Чалк Ривер, нидерландским HFR (2500 Ки) из Петтена, бельгийским BR-2 (который должна заменить MYRRHA) и французским OSIRIS; вместе они ответственны за 80% рынка этого нуклида. Рядом расположены также крупнейшие переработчики мишеней Nordion в Kанаде, Mallinckrodt в Голландии, IRU в Бельгии.
Канадский реактор NRU использует мощную перегрузочную машину, которую ожидаешь увидеть скорее на АЭС. Его мощность 135 мегаватт тепловых - один из самых мощных исследовательских реакторов в мире
Однако в эту сложившуюся еще в 80-х компанию в 2010 году ворвался отечественный поставщик 99 Mo - известный институт НИИАР, обладающий мощнейшим парком реакторов для облучения. Облучение ведется на известном нам реакторе СМ , переработка - на радиохимической линии РОМОЛ-99, и самый большой в мире (на одной площадке) парк исследовательских реакторов позволяет производить до 25% мировых потребностей, что использовалось в начале 2010-х канадцами Nordion во время закрытия реактора NRU на ремонт и модернизацию. Вообще, старение основных реакторов-производителей медицинских радиоизотопов повышает возможности Росатома и других новых производителей (например, нового исследовательского реактора OPAL в Австралии) по завоеванию рынка.
Неказистая РОМОЛ-99 (вид со стороны операторов) способна обеспечить 25% мировой потребности в молибдене-99
Она же внутри горячей камеры
Есть в России и производство полного цикла. НИФХИ имени Л.Я.Карпова (расположенный в Обнинске) облучает мишени в своем бассейновом реакторе ВВР-ц мощностью 15 мегаватт.
Облучение ведется в 4 каналах реактора, куда загружаются специальные сборки с внешним охлаждением.
Внешний вид ВВР-ц
Мишени облучаются в реакторе в течение приблизительно недели, после чего извлекаются, выдерживаются двое суток для распада самых активных осколков деления и перерабатываются в горячих камерах НИФХИ.
Чертеж одной мишени. Видно, что урана тут совсем немного
Горячяя камера для работы с раствором 99Mo
НИФХИ изготавливает генераторы технеция на своем GMP производстве. Его мощность - порядка 200 генераторов в неделю, с каждого из которых можно получить до 20 порций технеция для диагностики. Зарядка генераторов, как и все остальные этапы, - кропотливая работа в горячей камере.
Зарядка генераторов технеция производится в стерильных и радиационно-защищенных условиях.
Рынок облученных мишеней сегодня - порядка 50 миллионов долларов, раствора молибдена - 80 миллионов, генераторов технеция - 150, а медицинских процедур - 2 миллиарда долларов. Такой рынок уже вполне окупает создание специальных установок для получения 99Mo, причем в основном разработки направлены на создание активационных или осколочных ускорительных машин, т.е. ускорителей с нейтронным источником (как ESS), вызывающих реакцию вынужденного деления U238 или нейтронного захвата в мишени 98Mo. Пока эти разработки дают более дорогой молибден, чем в уже построенных реакторах, но более дешевый, чем если бы реактор пришлось бы построить специально только для наработки медицинских радиоизотопов. Кроме того, подобные ускорительные установки можно ставить прямо в госпиталях (в госпиталях уже стоит довольно много ускорителей для терапии и наработки короткоживущих диагностических изотопов - например, 18F) в отличие от реакторов. Добавить метки