घर अंगूर टेक्नेटियम। टेक्नेटियम टेक्नेटियम 99 . के उदाहरण पर परमाणु चिकित्सा

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टेक्नेटियम। टेक्नेटियम टेक्नेटियम 99 . के उदाहरण पर परमाणु चिकित्सा

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टेक्नेटियम- टेक्नेटियम (lat। Technetium, प्रतीक Tc) - आवर्त प्रणाली के समूह का तत्व 7 (VIIb), परमाणु क्रमांक 43। Technetium आवधिक प्रणाली के उन तत्वों में सबसे हल्का है जिनमें स्थिर समस्थानिक नहीं होते हैं और पहला तत्व प्राप्त होता है कृत्रिम रूप से। आज तक, 86-118 की द्रव्यमान संख्या वाले 33 टेक्नेटियम समस्थानिकों को संश्लेषित किया गया है, उनमें से सबसे स्थिर 97 टीसी (आधा जीवन 2.6 10 6 वर्ष), 98 टीसी (1.5 10 6) और 99 टीसी (2.12 10 5 वर्ष) हैं। )

यौगिकों में, टेक्नेटियम 0 से +7 तक ऑक्सीकरण राज्यों को प्रदर्शित करता है, सबसे स्थिर सात-वैलेंट अवस्था है।

तत्व की खोज का इतिहास।

तत्व संख्या 43 के लिए निर्देशित खोज उस समय से शुरू हुई जब डी.आई. मेंडेलीव ने 1869 में आवर्त नियम की खोज की। आवर्त सारणी में, कुछ कोशिकाएँ खाली थीं, क्योंकि उनके अनुरूप तत्व (उनमें से 43 वां - एकमार्गानी था) अभी तक ज्ञात नहीं थे। आवधिक कानून की खोज के बाद, कई लेखकों ने विभिन्न खनिजों से लगभग एक सौ के परमाणु भार के साथ मैंगनीज के एक एनालॉग के अलगाव की घोषणा की और इसके लिए प्रस्तावित नाम: देवियस (केर्न, 1877), ल्यूसियम (बैरेरे, 1896) और निपोनियम (ओगावा, 1908), लेकिन इन सभी रिपोर्टों की और पुष्टि नहीं की गई थी।

1920 के दशक में, प्रोफेसर वाल्टर नोडैक के नेतृत्व में जर्मन वैज्ञानिकों के एक समूह ने एकमार्गनीज की खोज शुरू की। समूहों और अवधियों द्वारा तत्वों के गुणों में परिवर्तन के पैटर्न का पता लगाने के बाद, वे इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि, इसके रासायनिक गुणों के संदर्भ में, तत्व संख्या 43 को मैंगनीज के लिए नहीं, बल्कि इस अवधि में अपने पड़ोसियों के करीब होना चाहिए: मोलिब्डेनम और ऑस्मियम, इसलिए प्लैटिनम और मोलिब्डेनम अयस्कों में इसकी तलाश करना आवश्यक था। नोडडैक समूह का प्रायोगिक कार्य ढाई साल तक जारी रहा और जून 1925 में वाल्टर नोडैक ने तत्वों संख्या 43 और संख्या 75 की खोज पर एक रिपोर्ट बनाई, जिसे मसूरियम और रेनियम कहा जाना प्रस्तावित था। 1927 में, रेनियम की खोज की आखिरकार पुष्टि हो गई, और इस समूह के सभी बलों ने मसुरियम के अलगाव में बदल दिया। इडा नोडैक-टेक, एक कर्मचारी और वाल्टर नोडैक की पत्नी, ने यहां तक कहा कि "मैसुरियम, रेनियम की तरह, जल्द ही दुकानों में उपलब्ध होगा," लेकिन इस तरह के लापरवाह बयान का सच होना तय नहीं था। जर्मन रसायनज्ञ डब्ल्यू. प्रांड्टल ने दिखाया कि दंपति ने मसूरियम अशुद्धियों को गलत समझा, जिनका तत्व संख्या 43 से कोई लेना-देना नहीं था। नोडडैक्स की विफलता के बाद, कई वैज्ञानिकों ने प्रकृति में तत्व संख्या 43 के अस्तित्व पर संदेह करना शुरू कर दिया।

1920 के दशक में, लेनिनग्राद विश्वविद्यालय के एक कर्मचारी एस.ए. शुकुकारेव ने रेडियोधर्मी समस्थानिकों के वितरण में एक निश्चित नियमितता देखी, जिसे अंततः 1934 में जर्मन भौतिक विज्ञानी जी. मटौच द्वारा तैयार किया गया था। मटौच-शुकुकारेव नियम के अनुसार, समान द्रव्यमान संख्या और परमाणु आवेश वाले दो स्थिर समस्थानिक प्रकृति में मौजूद नहीं हो सकते हैं। उनमें से कम से कम एक रेडियोधर्मी होना चाहिए। तत्व संख्या 43 मोलिब्डेनम (परमाणु द्रव्यमान 95.9) और रूथेनियम (परमाणु द्रव्यमान 101.1) के बीच स्थित है, लेकिन 96 से 102 तक सभी द्रव्यमान संख्याओं पर स्थिर समस्थानिकों का कब्जा है: Mo-96, Mo-97, Mo-98, Ru-99 , Mo-100, Ru-101 और Ru-102। इसलिए, तत्व #43 में गैर-रेडियोधर्मी समस्थानिक नहीं हो सकते। हालांकि, इसका मतलब यह नहीं है कि यह पृथ्वी पर नहीं पाया जा सकता है: आखिरकार, यूरेनियम और थोरियम भी रेडियोधर्मी हैं, लेकिन उनके लंबे आधे जीवन के कारण हमारे समय तक जीवित रहे हैं। और फिर भी, पृथ्वी के अस्तित्व (लगभग 4.5 अरब वर्ष) के दौरान उनके भंडार में 100 गुना की कमी आई है। सरल गणनाओं से पता चलता है कि एक रेडियोधर्मी समस्थानिक हमारे ग्रह पर पर्याप्त मात्रा में तभी रह सकता है जब उसका आधा जीवन 150 मिलियन वर्ष से अधिक हो। Noddack के समूह की खोज में विफलता के बाद, ऐसे समस्थानिक को खोजने की आशा व्यावहारिक रूप से बुझ गई थी। टेक्नेटियम का सबसे स्थिर समस्थानिक अब 2.6 मिलियन वर्षों के आधे जीवन के लिए जाना जाता है, इसलिए तत्व 43 के गुणों का अध्ययन करने के लिए इसे फिर से बनाना आवश्यक था। युवा इतालवी भौतिक विज्ञानी एमिलियो गीनो सेग्रे ने 1936 में यह कार्य संभाला। महान अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी अर्नेस्ट रदरफोर्ड ने 1919 की शुरुआत में कृत्रिम रूप से परमाणुओं के उत्पादन की मौलिक संभावना दिखाई थी।

रोम विश्वविद्यालय से स्नातक होने और चार साल की सैन्य सेवा पूरी करने के बाद, सेग्रे ने एनरिको फर्मी की प्रयोगशाला में काम किया, जब तक कि उन्हें पालेर्मो विश्वविद्यालय में भौतिकी विभाग का नेतृत्व करने का प्रस्ताव नहीं मिला। बेशक, वहां जाकर, उन्हें परमाणु भौतिकी में अपना काम जारी रखने की उम्मीद थी, लेकिन जिस प्रयोगशाला में उन्हें काम करना था, वह बहुत मामूली थी और वैज्ञानिक कारनामों के पक्ष में नहीं थी। 1936 में, वह संयुक्त राज्य अमेरिका की बर्कले शहर की एक व्यावसायिक यात्रा पर गए, जहाँ दुनिया का पहला आवेशित कण त्वरक, साइक्लोट्रॉन, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय की विकिरण प्रयोगशाला में कई वर्षों से काम कर रहा था। बर्कले में काम करते हुए, उन्हें एक मोलिब्डेनम प्लेट का विश्लेषण करने का विचार आया, जो हाइड्रोजन के एक भारी समस्थानिक, ड्यूटेरियम नाभिक के एक बीम को विक्षेपित करने का काम करता था। "हमारे पास सोचने का अच्छा कारण था," सेग्रे ने लिखा, "मोलिब्डेनम, इसे ड्यूटेरॉन के साथ बमबारी करने के बाद, तत्व संख्या 43 में बदलना चाहिए ..." वास्तव में, मोलिब्डेनम परमाणु के नाभिक में 42 प्रोटॉन होते हैं, और 1 में ड्यूटेरियम नाभिक। यदि ये कण एकजुट हो सकते हैं, तो 43 वें तत्व का नाभिक प्राप्त होगा। प्राकृतिक मोलिब्डेनम में छह समस्थानिक होते हैं, जिसका अर्थ है कि नए तत्व के कई समस्थानिक विकिरणित प्लेट में मौजूद हो सकते हैं। सेग्रे ने आशा व्यक्त की कि उनमें से कम से कम कुछ लंबे समय तक जीवित रहने के लिए पर्याप्त थे ताकि इटली लौटने के बाद प्लेट में संरक्षित किया जा सके, जहां उनका इरादा तत्व संख्या 43 की खोज करना था। यह कार्य इस तथ्य से और जटिल था कि मोलिब्डेनम लक्ष्य बनाने के लिए प्रयोग किया जाता था विशेष रूप से शुद्ध नहीं किया गया था, और प्लेट में अशुद्धियों से युक्त परमाणु प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं।

विकिरण प्रयोगशाला के प्रमुख, अर्नेस्ट लॉरेंस ने सेग्रे को अपने साथ प्लेट ले जाने की अनुमति दी, और 30 जनवरी, 1937 को पलेर्मो में, एमिलियो सेग्रे और खनिज विज्ञानी कार्लो पेरियर ने काम करना शुरू कर दिया। सबसे पहले, उन्होंने स्थापित किया कि मोलिब्डेनम उत्सर्जित बीटा कणों का लाया गया नमूना, जिसका अर्थ है कि रेडियोधर्मी आइसोटोप वास्तव में इसमें मौजूद थे, लेकिन उनमें से तत्व संख्या 43 था, क्योंकि पता चला विकिरण के स्रोत ज़िरकोनियम, नाइओबियम, रूथेनियम के आइसोटोप हो सकते हैं। , रेनियम, फास्फोरस और मोलिब्डेनम ही? इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, विकिरणित मोलिब्डेनम का हिस्सा एक्वा रेजिया (हाइड्रोक्लोरिक और नाइट्रिक एसिड का मिश्रण) में भंग कर दिया गया था, और रेडियोधर्मी फास्फोरस, नाइओबियम और ज़िरकोनियम को रासायनिक रूप से हटा दिया गया था, और फिर मोलिब्डेनम सल्फाइड अवक्षेपित हो गया था। शेष समाधान अभी भी रेडियोधर्मी था, जिसमें रेनियम और संभवतः तत्व 43 था। अब सबसे कठिन हिस्सा इन दो समान तत्वों को अलग कर रहा था। सेग्रे और पेरियर ने काम किया। उन्होंने पाया कि एक केंद्रित हाइड्रोक्लोरिक एसिड समाधान से हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ रेनियम सल्फाइड की वर्षा के दौरान, गतिविधि का हिस्सा समाधान में रहा। रूथेनियम और मैंगनीज के समस्थानिकों के पृथक्करण पर नियंत्रण प्रयोगों के बाद, यह स्पष्ट हो गया कि बीटा कण केवल एक नए तत्व के परमाणुओं द्वारा उत्सर्जित हो सकते हैं, जिसे उन्होंने ग्रीक शब्द टेक्न्ह ós - "कृत्रिम" से टेक्नेटियम कहा। सितंबर 1949 में एम्स्टर्डम में आयोजित रसायनज्ञों के एक सम्मेलन में इस नाम को आखिरकार मंजूरी दे दी गई। पूरा काम चार महीने से अधिक चला और जून 1937 में समाप्त हुआ, जिसके परिणामस्वरूप केवल 10-10 ग्राम टेक्नेटियम प्राप्त हुआ।

हालांकि सेग्रे और पेरियर के पास तत्व 43 की सूक्ष्म मात्रा थी, फिर भी वे इसके कुछ रासायनिक गुणों को निर्धारित करने में सक्षम थे और आवधिक कानून के आधार पर भविष्यवाणी की गई टेक्नेटियम और रेनियम की समानता की पुष्टि की। जाहिर है, वे नए तत्व के बारे में अधिक जानना चाहते थे, लेकिन इसका अध्ययन करने के लिए, उन्हें टेक्नेटियम की वजन मात्रा की आवश्यकता थी, और विकिरणित मोलिब्डेनम में बहुत कम टेक्नेटियम था, इसलिए उन्हें भूमिका के लिए अधिक उपयुक्त उम्मीदवार खोजने की आवश्यकता थी। इस तत्व के आपूर्तिकर्ता। उनकी खोज को 1939 में सफलता मिली, जब ओ. हैन और एफ. स्ट्रैसमैन ने पाया कि न्यूट्रॉन के प्रभाव में परमाणु रिएक्टर में यूरेनियम -235 के विखंडन के दौरान बनने वाले "टुकड़ों" में लंबे समय तक रहने वाले आइसोटोप की काफी महत्वपूर्ण मात्रा होती है। 99 टी.सी. अगले वर्ष, एमिलियो सेग्रे और उनके सहयोगी वू जियानक्सियोंग इसे अपने शुद्धतम रूप में अलग करने में सक्षम थे। ऐसे "टुकड़ों" के प्रत्येक किलोग्राम के लिए दस ग्राम तक टेक्नेटियम -99 होता है। सबसे पहले, परमाणु रिएक्टर कचरे से प्राप्त टेक्नेटियम, बहुत महंगा था, सोने की तुलना में हजारों गुना अधिक महंगा था, लेकिन परमाणु ऊर्जा बहुत तेजी से विकसित हुई और 1965 तक "सिंथेटिक" धातु की कीमत गिरकर 90 डॉलर प्रति ग्राम हो गई, इसका विश्व उत्पादन था अब मिलीग्राम में नहीं, बल्कि सैकड़ों ग्राम में गणना की जाती है। इस तत्व की इतनी मात्रा के साथ, वैज्ञानिक टेक्नेटियम और इसके यौगिकों के भौतिक और रासायनिक गुणों का व्यापक अध्ययन करने में सक्षम थे।

प्रकृति में टेक्नेटियम ढूँढना। इस तथ्य के बावजूद कि टेक्नेटियम के सबसे लंबे समय तक रहने वाले आइसोटोप - 97 टीसी का आधा जीवन (टी 1/2) 2.6 मिलियन वर्ष है, जो ऐसा प्रतीत होता है, पृथ्वी की पपड़ी में इस तत्व का पता लगाने की संभावना को पूरी तरह से बाहर कर देता है, टेक्नेटियम परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणाम में पृथ्वी पर लगातार बन सकते हैं। 1956 में, बॉयड और लार्सन ने सुझाव दिया कि पृथ्वी की पपड़ी में माध्यमिक मूल का टेक्नेटियम होता है, जो तब बनता है जब मोलिब्डेनम, नाइओबियम और रूथेनियम कठोर ब्रह्मांडीय विकिरण द्वारा सक्रिय होते हैं।

टेक्नेटियम बनाने का एक और तरीका है। इडा नोडैक-टेक ने अपने एक प्रकाशन में यूरेनियम नाभिक के सहज विखंडन की संभावना की भविष्यवाणी की थी, और 1939 में जर्मन रेडियोकेमिस्ट ओटो हैन और फ्रिट्ज स्ट्रैसमैन ने प्रयोगात्मक रूप से इसकी पुष्टि की। सहज विखंडन के उत्पादों में से एक तत्व संख्या 43 के परमाणु हैं। 1961 में, कुरोदा, लगभग पांच किलोग्राम यूरेनियम अयस्क को संसाधित करने के बाद, 10-9 ग्राम प्रति की मात्रा में इसमें टेक्नेटियम की उपस्थिति को स्पष्ट रूप से साबित करने में सक्षम था। किलोग्राम अयस्क।

1951 में, अमेरिकी खगोलशास्त्री चार्लोट मूर ने सुझाव दिया कि टेक्नेटियम आकाशीय पिंडों में मौजूद हो सकता है। एक साल बाद, अंग्रेजी खगोल भौतिकीविद् आर। मेरिल ने अंतरिक्ष वस्तुओं के स्पेक्ट्रा का अध्ययन करते हुए, एंड्रोमेडा और सेतुस नक्षत्रों से कुछ सितारों में टेक्नेटियम की खोज की। बाद में स्वतंत्र अध्ययनों से उनकी खोज की पुष्टि हुई, और कुछ सितारों पर टेक्नेटियम की मात्रा पड़ोसी स्थिर तत्वों की सामग्री से बहुत कम होती है: ज़िरकोनियम, नाइओबियम, मोलिब्डेनम और रूथेनियम। इस तथ्य की व्याख्या करने के लिए, यह माना गया कि वर्तमान समय में तारों में परमाणु प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप टेक्नेटियम भी बनता है। इस अवलोकन ने तत्वों के पूर्व-तारकीय गठन के सभी कई सिद्धांतों का खंडन किया और साबित किया कि रासायनिक तत्वों के उत्पादन के लिए तारे एक तरह के "कारखाने" हैं।

टेक्नेटियम प्राप्त करना।

अब टेक्नेटियम या तो परमाणु ईंधन प्रसंस्करण कचरे से या एक साइक्लोट्रॉन में विकिरणित मोलिब्डेनम लक्ष्य से प्राप्त किया जाता है।

धीमी गति से न्यूट्रॉन के कारण यूरेनियम के विखंडन के दौरान, दो परमाणु टुकड़े बनते हैं - हल्के और भारी। परिणामी समस्थानिकों में न्यूट्रॉन की अधिकता होती है और बीटा क्षय या न्यूट्रॉन के उत्सर्जन के परिणामस्वरूप, वे अन्य तत्वों में चले जाते हैं, जिससे रेडियोधर्मी परिवर्तनों की श्रृंखला उत्पन्न होती है। इनमें से कुछ श्रृंखलाओं में, टेक्नेटियम समस्थानिक बनते हैं:

235U + 1n = 99Mo + 136Sn + 1n

99 मो \u003d 99m टीसी + बी - (टी 1/2 \u003d 66 घंटे)

99 मीटर टीसी = 99 टीसी (टी 1/2 = 6 घंटे)

99 टीसी \u003d 99 आरयू (स्थिर) + 227 - (टी 1/2 \u003d 2.12 10 5 वर्ष)

इस श्रृंखला में 99m Tc आइसोटोप, टेक्नेटियम-99 का परमाणु आइसोमर शामिल है। इन समस्थानिकों के नाभिक उनकी नाभिकीय संरचना में समान होते हैं, लेकिन उनके रेडियोधर्मी गुणों में भिन्न होते हैं। 99m Tc नाभिक में एक उच्च ऊर्जा होती है, और इसे जी-रे क्वांटम के रूप में खोकर, 99 Tc नाभिक में चला जाता है।

टेक्नेटियम को केंद्रित करने और इसे सहवर्ती तत्वों से अलग करने की तकनीकी योजनाएँ बहुत विविध हैं। इनमें आसवन, वर्षा, निष्कर्षण और आयन एक्सचेंज क्रोमैटोग्राफी चरणों का संयोजन शामिल है। परमाणु रिएक्टरों के खर्च किए गए ईंधन तत्वों (ईंधन छड़) के प्रसंस्करण के लिए घरेलू योजना उनके यांत्रिक क्रशिंग, धातु के खोल को अलग करने, नाइट्रिक एसिड में कोर के विघटन और यूरेनियम और प्लूटोनियम के निष्कर्षण पृथक्करण के लिए प्रदान करती है। इसी समय, अन्य विखंडन उत्पादों के साथ-साथ परटेक्नेट आयन के रूप में टेक्नेटियम समाधान में रहता है। इस घोल को एक विशेष रूप से चयनित आयन एक्सचेंज राल के माध्यम से पारित करके, नाइट्रिक एसिड के साथ desorption के बाद, pertechnetic एसिड (HTcO4) का एक समाधान प्राप्त किया जाता है, जिसमें से, न्यूट्रलाइजेशन के बाद, टेक्नेटियम (VII) सल्फाइड हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ अवक्षेपित होता है:

2HTcO 4 + 7H 2 S = Tc 2 S 7 + 8H 2 O

विखंडन उत्पादों से टेक्नेटियम की गहन शुद्धि के लिए, टेक्नेटियम सल्फाइड को हाइड्रोजन पेरोक्साइड और अमोनिया के मिश्रण से उपचारित किया जाता है:

टीसी 2 एस 7 + 2एनएच 3 + 7एच 2 ओ 2 \u003d 2एनएच 4 टीसीओ 4 + 6एच 2 ओ + 7एस

फिर, अमोनियम पेरटेक्नेट को समाधान से निकाला जाता है, और रासायनिक रूप से शुद्ध टेक्नेटियम की तैयारी बाद के क्रिस्टलीकरण द्वारा प्राप्त की जाती है।

टेक्नेटियम धातु आमतौर पर 800-1000 डिग्री सेल्सियस पर हाइड्रोजन प्रवाह में अमोनियम पेरटेक्नेटेट या टेक्नेटियम डाइऑक्साइड की कमी या पेरटेक्नेट्स की विद्युत रासायनिक कमी द्वारा प्राप्त की जाती है:

2NH 4 TcO 4 + 7H 2 = 2Tc + 2NH 3 + 8H 2 O

विकिरणित मोलिब्डेनम से टेक्नेटियम का अलगाव धातु के औद्योगिक उत्पादन के लिए मुख्य तरीका हुआ करता था। अब इस विधि का प्रयोग प्रयोगशाला में टेक्नेटियम प्राप्त करने के लिए किया जाता है। टेक्नटियम-99m मोलिब्डेनम-99 के रेडियोधर्मी क्षय से बनता है। 99m Tc और 99 Mo के आधे जीवन के बीच बड़ा अंतर टेक्नेटियम के आवधिक अलगाव के लिए उत्तरार्द्ध का उपयोग करना संभव बनाता है। रेडियोन्यूक्लाइड के ऐसे जोड़े को आइसोटोप जनरेटर के रूप में जाना जाता है। 99 Mo/99m Tc जनरेटर में 99m Tc का अधिकतम संचय मूल मोलिब्डेनम-99 से आइसोटोप पृथक्करण के प्रत्येक ऑपरेशन के 23 घंटे बाद होता है, लेकिन पहले से ही 6 घंटे के बाद टेक्नेटियम सामग्री अधिकतम का आधा है। यह टेक्नेटियम-99m के निष्कर्षण को दिन में कई बार अनुमति देता है। बेटी आइसोटोप को अलग करने की विधि के अनुसार 99m Tc जनरेटर के 3 मुख्य प्रकार हैं: क्रोमैटोग्राफिक, निष्कर्षण और उच्च बनाने की क्रिया। क्रोमैटोग्राफिक जनरेटर विभिन्न सॉर्बेंट्स पर टेक्नेटियम और मोलिब्डेनम के वितरण गुणांक में अंतर का उपयोग करते हैं। आमतौर पर, मोलिब्डेनम मोलिब्डेट (MoO 4 2-) या फॉस्फोमोलिब्डेट आयन (H 4 3–) के रूप में ऑक्साइड समर्थन पर तय होता है। संचित बेटी आइसोटोप खारा (परमाणु चिकित्सा में इस्तेमाल जनरेटर से) या पतला एसिड समाधान के साथ क्षालन किया जाता है। निष्कर्षण जनरेटर के निर्माण के लिए, विकिरणित लक्ष्य को पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड या कार्बोनेट के जलीय घोल में घोल दिया जाता है। मिथाइल एथिल कीटोन या किसी अन्य पदार्थ के साथ निष्कर्षण के बाद, वाष्पीकरण द्वारा निकालने वाले को हटा दिया जाता है, और शेष पेरटेक्नेट पानी में भंग कर दिया जाता है। उच्च बनाने की क्रिया जनरेटर की कार्रवाई मोलिब्डेनम और टेक्नेटियम के उच्च आक्साइड की अस्थिरता में एक बड़े अंतर पर आधारित है। जब एक गर्म वाहक गैस (ऑक्सीजन) 700-800 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किए गए मोलिब्डेनम ट्रायऑक्साइड की एक परत से गुजरती है, तो वाष्पित टेक्नेटियम हेप्टोक्साइड को उपकरण के ठंडे हिस्से में हटा दिया जाता है, जहां यह संघनित होता है। प्रत्येक प्रकार के जनरेटर के अपने विशिष्ट फायदे और नुकसान होते हैं, इसलिए उपरोक्त सभी प्रकार के जनरेटर का उत्पादन किया जाता है।

साधारण पदार्थ।

टेक्नेटियम के मुख्य भौतिक और रासायनिक गुणों का अध्ययन आइसोटोप पर 99 की द्रव्यमान संख्या के साथ किया गया था। टेक्नेटियम एक नमनीय पैरामैग्नेटिक सिल्वर-ग्रे धातु है। गलनांक लगभग 2150 ° C, क्वथनांक "4700 ° C, घनत्व 11.487 g / cm 3. टेक्नटियम में एक हेक्सागोनल क्रिस्टल जाली है; 150Å से कम मोटी फिल्मों में, इसमें एक चेहरा-केंद्रित घन होता है। 8K के तापमान पर, टेक्नेटियम एक प्रकार II सुपरकंडक्टर () बन जाता है।

मेटालिक टेक्नेटियम की रासायनिक गतिविधि रेनियम के करीब है, उपसमूह में इसका पड़ोसी है, और यह सुंदरता की डिग्री पर निर्भर करता है। तो, कॉम्पैक्ट टेक्नेटियम धीरे-धीरे नम हवा में फीका पड़ जाता है और शुष्क हवा में नहीं बदलता है, जबकि पाउडर टेक्नेटियम जल्दी से उच्च ऑक्साइड में ऑक्सीकरण करता है:

4Tc + 7O 2 = 2Tc 2 O 7

थोड़ा सा हीटिंग के साथ, टेक्नेटियम ऑक्सीकरण अवस्था +4 और +6 में यौगिकों के यौगिकों को बनाने के लिए सल्फर और हैलोजन के साथ प्रतिक्रिया करता है:

टीसी + 3 एफ 2 = टीसीएफ 6 (सुनहरा पीला)

Tc + 3Cl 2 = TcCl 6 (गहरा हरा)

Tc + 2Cl 2 = TcCl 4 (लाल-भूरा)

और 700°C पर यह कार्बन के साथ क्रिया करके TcC कार्बाइड बनाता है। टेक्नेटियम ऑक्सीकरण एसिड (नाइट्रिक और केंद्रित सल्फ्यूरिक), ब्रोमीन पानी और हाइड्रोजन पेरोक्साइड में घुल जाता है:

टीसी + 7HNO 3 \u003d HTcO 4 + 7NO 2 + 3H 2 O

टीसी + 7Br 2 + 4H 2 O = HTcO 4 + 7HBr

टेक्नटियम यौगिक।

हेप्टावैलेंट और टेट्रावैलेंट टेक्नेटियम के यौगिक सबसे बड़े व्यावहारिक हित के हैं।

टेक्नटियम डाइऑक्साइड TcO 2 उच्च शुद्धता वाले टेक्नेटियम प्राप्त करने के लिए तकनीकी योजना में एक महत्वपूर्ण यौगिक है। टीसीओ 2 - 6.9 ग्राम / सेमी 3 के घनत्व के साथ काला पाउडर, कमरे के तापमान पर हवा में स्थिर, 900-1100 डिग्री सेल्सियस पर उदात्त। जब 300 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो टेक्नेटियम डाइऑक्साइड वायुमंडलीय ऑक्सीजन (टीसी के गठन के साथ) के साथ सख्ती से प्रतिक्रिया करता है। 2 ओ 7) फ्लोरीन, क्लोरीन और ब्रोमीन (ऑक्सोहैलाइड्स के निर्माण के साथ) के साथ। तटस्थ और क्षारीय जलीय घोलों में, यह आसानी से टेक्नेटिक एसिड या इसके लवणों में ऑक्सीकृत हो जाता है।

4ТcO 2 + 3O 2 + 2H 2 O = 4HTcO 4

टेक्नटियम (VII) ऑक्साइड Tc 2हे 7 - पीले-नारंगी क्रिस्टलीय पदार्थ, तकनीकी एसिड के रंगहीन समाधान के गठन के साथ पानी में आसानी से घुलनशील:

टीसी 2 ओ 7 + एच 2 ओ \u003d 2HTcO 4

गलनांक 119.5 डिग्री सेल्सियस, क्वथनांक 310.5 डिग्री सेल्सियस। टीसी 2 ओ 7 एक मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट है और कार्बनिक वाष्प के साथ भी आसानी से कम हो जाता है। टेक्नेटियम यौगिक प्राप्त करने के लिए एक प्रारंभिक सामग्री के रूप में कार्य करता है।

अमोनियम परटेक्नेटेट NH 4टीसीओ 4 - एक रंगहीन पदार्थ, पानी में घुलनशील, टेक्नेटियम धातु के उत्पादन में एक मध्यवर्ती उत्पाद।

टेक्नटियम (VII) सल्फाइड- एक कम घुलनशील गहरे भूरे रंग का पदार्थ, टेक्नेटियम के शुद्धिकरण के दौरान एक मध्यवर्ती यौगिक, टीसीएस 2 डाइसल्फ़ाइड बनाने के लिए गर्म होने पर विघटित हो जाता है। टेक्नेटियम (VII) सल्फाइड हेप्टावैलेंट टेक्नेटियम यौगिकों के अम्लीय घोल से हाइड्रोजन सल्फाइड के साथ वर्षा द्वारा प्राप्त किया जाता है:

2NH 4 TcO 4 + 8H 2 S \u003d Tc 2 S 7 + (NH 4) 2 S + 8H 2 O

टेक्नेटियम और उसके यौगिकों का उपयोग। टेक्नेटियम में स्थिर समस्थानिकों की अनुपस्थिति, एक ओर इसके व्यापक उपयोग को रोकती है, और दूसरी ओर, इसके लिए नए क्षितिज खोलती है।

जंग मानव जाति को भारी नुकसान पहुंचाती है, सभी पिघले हुए लोहे के 10% तक "खाने"। हालांकि स्टेनलेस स्टील के निर्माण के लिए व्यंजनों को जाना जाता है, लेकिन इसका उपयोग आर्थिक और तकनीकी कारणों से हमेशा संभव नहीं होता है। कुछ रसायन स्टील को जंग लगने से बचाने में मदद करते हैं - अवरोधक, जो धातु की सतह को संक्षारक एजेंटों के लिए निष्क्रिय बनाते हैं। 1955 में, कार्टलेज ने तकनीकी एसिड लवण की अत्यधिक उच्च निष्क्रियता क्षमता की स्थापना की। आगे के शोध से पता चला है कि लोहे और कार्बन स्टील के लिए परटेक्नेट सबसे प्रभावी जंग अवरोधक हैं। उनकी क्रिया पहले से ही 10-4-10-5 मोल/ली की सांद्रता में प्रकट होती है और 250 डिग्री सेल्सियस तक बनी रहती है। स्टील्स की सुरक्षा के लिए टेक्नेटियम यौगिकों का उपयोग रेडियोन्यूक्लाइड को पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकने के लिए बंद तकनीकी प्रणालियों तक सीमित है। . हालांकि, -रेडियोलिसिस के लिए उनके उच्च प्रतिरोध के कारण, तकनीकी एसिड लवण वाटर-कूल्ड परमाणु रिएक्टरों में जंग को रोकने के लिए उत्कृष्ट हैं।

टेक्नेटियम के कई अनुप्रयोगों का अस्तित्व इसकी रेडियोधर्मिता के कारण है। इस प्रकार, 99 टीसी आइसोटोप का उपयोग दोष का पता लगाने, गैस आयनीकरण और मानक मानकों के निर्माण के लिए बी-विकिरण के मानक स्रोतों के निर्माण के लिए किया जाता है। लंबे आधे जीवन (212 हजार वर्ष) के कारण, वे गतिविधि में उल्लेखनीय कमी के बिना बहुत लंबे समय तक काम कर सकते हैं। अब 99m Tc समस्थानिक परमाणु चिकित्सा में अग्रणी स्थान रखता है। Technetium-99m एक अल्पकालिक आइसोटोप (आधा जीवन 6 घंटे) है। 99 टीसी के आइसोमेरिक संक्रमण के दौरान, यह केवल जी-क्वांटा उत्सर्जित करता है, जो अन्य आइसोटोप की तुलना में पर्याप्त मर्मज्ञ शक्ति और काफी कम रोगी खुराक प्रदान करता है। Pertechnetate आयन में कुछ कोशिकाओं के लिए एक स्पष्ट चयनात्मकता नहीं होती है, जो इसे अधिकांश अंगों को नुकसान का निदान करने के लिए उपयोग करने की अनुमति देती है। टेक्नेटियम शरीर से बहुत जल्दी (एक दिन के भीतर) समाप्त हो जाता है, इसलिए 99m Tc के उपयोग से आप उसी वस्तु को थोड़े अंतराल पर फिर से जांच सकते हैं, इसके अति-एक्सपोज़र से बच सकते हैं।

यूरी क्रुत्यकोव

यह परमाणु रिएक्टरों के अनुसंधान संस्थान के बारे में लेखों की एक श्रृंखला का अंतिम भाग है, जो उल्यानोवस्क क्षेत्र के दिमित्रोवग्राद शहर में स्थित है। हम पहले ही ग्रह पर सबसे महंगी धातु की उत्पादन तकनीक से परिचित हो चुके हैं - हमने सीखा कि परमाणु रिएक्टरों के लिए ईंधन असेंबलियां कैसे बनाई जाती हैं, हमने अद्वितीय एसएम -3 रिएक्टर को बहुत घने न्यूट्रॉन प्रवाह पैदा करने में सक्षम देखा। लेकिन फिर भी, यह शोध संस्थान द्वारा उत्पादित मुख्य उत्पाद नहीं है। एक ऐसा पदार्थ है जिसके बिना दुनिया के सभी ऑन्कोलॉजी क्लीनिक एक दिन भी नहीं रह सकते हैं। इस रेडियोआइसोटोप की कीमत 46 मिलियन डॉलर प्रति ग्राम तक पहुंच जाती है। क्या है यह पदार्थ और क्यों इसकी आपूर्ति में थोड़ी सी भी चूक परमाणु चिकित्सा की दुनिया में बड़ा हंगामा खड़ा कर देती है - पढ़ें...

टेक्नेटियम और मोलिब्डेनम

यह पदार्थ मोलिब्डेनम-99 है, जिसका उपयोग आज ऑन्कोलॉजी के क्षेत्र में लगभग 70% नैदानिक प्रक्रियाओं के लिए, कार्डियोलॉजी में 50% और रेडियोन्यूक्लाइड डायग्नोस्टिक्स में लगभग 90% के लिए किया जाता है। इसे प्राप्त करने की जटिलता और उच्च लागत के कारण, यह केवल कुछ विकसित देशों में ही व्यापक रूप से उपलब्ध है। लेकिन मोलिब्डेनम-99 निदान में कैसे मदद करता है?

वास्तव में, सब कुछ इतना सरल नहीं है। मोलिब्डेनम-99 एक अंतिम उत्पाद नहीं है जिसका उपयोग परमाणु चिकित्सा में किया जाता है। इसका वर्कहॉर्स एक अन्य रेडियोधर्मी धातु, टेक्नटियम-99 है।

अस्पष्ट? मैं समझाने की कोशिश करूंगा।

अधिकांश कृत्रिम रूप से उत्पादित समस्थानिक (एक ही रासायनिक तत्व की किस्में) अत्यधिक अस्थिर होते हैं और रेडियोधर्मी विकिरण के कारण जल्दी से क्षय हो जाते हैं। वह समय जिसके बाद किसी पदार्थ की प्रारंभिक मात्रा का आधा रह जाता है (वास्तव में, माप क्यूरी में गतिविधि के मूल्य से किए जाते हैं, लेकिन सादगी के लिए हम द्रव्यमान पर विचार करेंगे) को आधा जीवन कहा जाता है। उदाहरण के लिए, बहुत महंगे कैलिफ़ोर्निया -252 का एक ग्राम 2.5 साल बाद आधा ग्राम में बदल जाता है, और आवर्त सारणी के नवीनतम और अंतिम प्राप्त 118 वें तत्व Ununocty-294 को सामान्य रूप से 1 एमएस में आधा कर दिया जाता है। हमारे मेगा-उपयोगी आइसोटोप टेक्नेटियम-99 का आधा जीवन केवल 6 घंटे है। यह इसका प्लस और माइनस दोनों है।

RIAR . में रिएक्टर भवन

इस आइसोटोप का विकिरण बल्कि नरम है, पड़ोसी अंगों को प्रभावित नहीं करता है, जबकि यह विशेष उपकरणों के साथ पंजीकरण के लिए आदर्श है। टेक्नटियम ट्यूमर से प्रभावित अंगों या हृदय की मांसपेशियों के मृत क्षेत्रों में जमा करने में सक्षम है, इसलिए इस पद्धति का उपयोग करके, उदाहरण के लिए, इसकी शुरुआत के 24 घंटों के भीतर मायोकार्डियल रोधगलन के फोकस की पहचान करना संभव है - शरीर में समस्या वाले क्षेत्र बस होंगे चित्र या स्क्रीन पर हाइलाइट किया जा सकता है। प्रशासन के कुछ घंटों बाद, टेक्नटियम-99 एक अधिक स्थिर आइसोटोप में परिवर्तित हो जाता है और बिना किसी स्वास्थ्य प्रभाव के शरीर से पूरी तरह से समाप्त हो जाता है। हालांकि, ये 6 घंटे डॉक्टरों के लिए भी सिरदर्द हैं, क्योंकि इतने कम समय में इसे उत्पादन की जगह से क्लिनिक तक पहुंचाना असंभव है।

दिमित्रोवग्राद में RIAR

इस स्थिति से बाहर निकलने का एकमात्र तरीका टैक्नेटियम-99 को मौके पर ही तैयार करना है, ठीक नैदानिक क्लिनिक में। लेकिन ऐसा कैसे करें? क्या वास्तव में प्रत्येक क्लिनिक को परमाणु रिएक्टर से लैस करना आवश्यक है? सौभाग्य से, इसकी आवश्यकता नहीं थी। बात यह है कि टेक्नटियम -99 अपेक्षाकृत आसानी से और एक अन्य आइसोटोप से रिएक्टर के बिना प्राप्त किया जा सकता है - मोलिब्डेनम -99, जिसका आधा जीवन पहले से ही 66 घंटे है! और यह पहले से ही कमोबेश पर्याप्त समय है जिसके लिए आइसोटोप को दुनिया में कहीं से भी क्लिनिक तक पहुंचाया जा सकता है। क्लिनिक में विशेषज्ञों के लिए केवल मोलिब्डेनम-99 को टेक्नेटियम-99 में बदलने के लिए एक विशेष टेक्नेटियम जनरेटर का उपयोग करना है।

मोलिब्डेनम-99 जनरेटर में स्वाभाविक रूप से विघटित हो जाता है, जिनमें से एक उत्पाद टेक्नटियम-99 है, जो पहले से ही रासायनिक रूप से पृथक है - खारा समाधान टेक्नेटियम को धो देता है, लेकिन मोलिब्डेनम को जगह में छोड़ देता है। इसी तरह की प्रक्रिया को एक सप्ताह के लिए दिन में कई बार किया जा सकता है, जिसके बाद जनरेटर को नए सिरे से बदलना पड़ता है। यह आवश्यकता इसके क्षय के कारण मोलिब्डेनम-99 की गतिविधि में कमी के साथ-साथ मोलिब्डेनम के साथ टेक्नेटियम के प्रारंभिक संदूषण के साथ जुड़ी हुई है। "पुराना" जनरेटर चिकित्सा आवश्यकताओं के लिए अनुपयुक्त हो जाता है। मोलिब्डेनम-99 के आधे जीवन के कारण, टेक्नेटियम जनरेटरों को जमा करना संभव नहीं है। उनकी नियमित डिलीवरी साप्ताहिक आधार पर या उससे भी कम समय में आवश्यक है।

इस प्रकार, मोलिब्डेनम-99 एक प्रकार का मूल समस्थानिक है जिसे आसानी से अंतिम उपयोगकर्ता तक पहुँचाया जाता है। अब हम सबसे महत्वपूर्ण बात पर आते हैं - मोलिब्डेनम-99 प्राप्त करने की प्रक्रिया।

मोलिब्डेनम-99 कैसे बनता है

मोलिब्डेनम-99 केवल दो तरीकों से प्राप्त किया जा सकता है और केवल एक परमाणु रिएक्टर में। पहला तरीका स्थिर आइसोटोप मोलिब्डेनम-98 को लेना है और इसे मोलिब्डेनम-99 में बदलने के लिए परमाणु न्यूट्रॉन कैप्चर रिएक्शन का उपयोग करना है। यह सबसे "स्वच्छ" तरीका है, जो, हालांकि, आइसोटोप के व्यावसायिक संस्करणों को प्राप्त करने की अनुमति नहीं देता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह विधि आशाजनक है और वर्तमान में इसमें सुधार किया जा रहा है। पहले से ही आज, जापान अपनी जरूरतों के लिए मोलिब्डेनम का उत्पादन करने के लिए इस पद्धति का उपयोग करने जा रहा है।

दूसरा तरीका अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम-235 के नाभिक को एक घने न्यूट्रॉन फ्लक्स द्वारा विखंडित करना है। जब न्यूट्रॉन के साथ एक यूरेनियम लक्ष्य "गोलीबारी" करता है, तो यह कई हल्के तत्वों में बदल जाता है, जिनमें से एक मोलिब्डेनम -99 है। यदि आप लेखों की इस श्रृंखला के पहले भाग को पहले ही पढ़ चुके हैं, तो आपको अपनी तरह के अनूठे एक के बारे में याद रखना चाहिए, जो बहुत घने न्यूट्रॉन फ्लक्स उत्पन्न करता है - गोले जो यूरेनियम के "रास्पबेरी" को कई छोटे "बेरीज" में तोड़ते हैं।

लक्ष्य विभिन्न आकृतियों के हो सकते हैं - प्लेट, छड़ आदि। वे धातु यूरेनियम से, या इसके ऑक्साइड या मिश्र धातु से किसी अन्य धातु (उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम) से बनाए जा सकते हैं। एल्युमीनियम या स्टेनलेस स्टील के गोले में लक्ष्य रिएक्टर के सक्रिय चैनल में रखे जाते हैं और एक निश्चित समय के लिए वहां रखे जाते हैं।

RIAR . पर SM-3 रिएक्टर

रिएक्टर से लक्ष्य को हटाने के बाद, इसे आधे दिन के लिए पानी से ठंडा किया जाता है और एक विशेष "गर्म" प्रयोगशाला में स्थानांतरित किया जाता है, जहां वांछित मोलिब्डेनम-99 को यूरेनियम विखंडन उत्पादों के मिश्रण से रासायनिक रूप से अलग किया जाता है, जिसमें से केवल होगा 6%। इस क्षण से, हमारे मोलिब्डेनम के जीवनकाल की उलटी गिनती शुरू होती है, जिसके लिए ग्राहक भुगतान करने के लिए तैयार है। इस प्रक्रिया को जल्द से जल्द किया जाना चाहिए, क्योंकि लक्ष्य के विकिरण के बाद, इसके क्षय के कारण हर घंटे 1% तक मोलिब्डेनम खो जाता है।

इलेक्ट्रोमैकेनिकल मैनिपुलेटर्स की मदद से "हॉट" चैंबर में, क्षार या एसिड की मदद से लक्ष्य सामग्री को एक तरल घोल में बदल दिया जाता है, जिसमें से विभिन्न रासायनिक अभिकर्मकों के साथ मोलिब्डेनम निकलता है। RIAR क्षारीय विधि का उपयोग करता है, जो एसिड विधि से अधिक सुरक्षित है, क्योंकि यह कम खतरनाक तरल अपशिष्ट को पीछे छोड़ती है।

अंतिम उत्पाद एक रंगहीन तरल की तरह दिखता है - सोडियम मोलिब्डेट नमक समाधान।

फोटो ngs.ru

तरल की एक बोतल को एक विशेष सीसा कंटेनर में रखा जाता है और उल्यानोवस्क में निकटतम हवाई अड्डे से एक विशेष उड़ान द्वारा उपभोक्ता को भेजा जाता है।

पूरी प्रक्रिया एक कंप्यूटर सिस्टम द्वारा नियंत्रित होती है। ऑपरेटर त्रुटि और मानव कारक को छोड़कर, जो मोलिब्डेनम-99 के उत्पादन में बहुत महत्वपूर्ण है। सभी सुरक्षा आवश्यकताओं को भी देखा जाना चाहिए।

दुर्भाग्य से, बड़ी मात्रा में रेडियोधर्मी अपशिष्ट प्राप्त करने के मामले में ऊपर वर्णित विधि अत्यंत "गंदा" है, जिसका भविष्य में व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है और इसे दफनाने की आवश्यकता होती है। स्थिति इस तथ्य से बढ़ जाती है कि ये अपशिष्ट तरल होते हैं - इन्हें स्टोर करना और निपटाना सबसे कठिन होता है। वैसे, लक्ष्य में यूरेनियम की प्रारंभिक लोडिंग का 97% कचरे में समाप्त हो जाता है! विशुद्ध रूप से सैद्धांतिक रूप से, कचरे से अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम को आगे के उपयोग के लिए निकाला जा सकता है, लेकिन व्यावहारिक रूप से कोई भी ऐसा नहीं करता है।

समस्या

कुछ समय पहले तक, दुनिया में मोलिब्डेनम-99 के केवल 3 मुख्य उत्पादक थे, और वे सभी आपूर्ति का 95% हिस्सा थे। Dimitrovgrad RIAR ने इस आइसोटोप की आवश्यकता का केवल 5% तक ही कवर किया। इस उद्योग में सबसे शक्तिशाली खिलाड़ी कनाडा (40%), नीदरलैंड + बेल्जियम (45%) और दक्षिण अफ्रीका (10%) थे। हालांकि, कनाडा के सबसे बड़े आपूर्तिकर्ता को मुख्य उत्पादक रिएक्टर के साथ समस्या थी, और अचानक एक जगह खुल गई। रोसाटॉम ने इसे थोड़े समय के लिए इस पर कब्जा करने के अवसर के रूप में देखा।

विश्व बाजार में मोलिब्डेनम-99 की कमी अब 30% से अधिक है, प्रति सप्ताह 12,000 करी तक की औसत आवश्यकताओं के साथ (यह उत्पाद ग्राम में नहीं, बल्कि भौतिक गतिविधि की इकाइयों में मापा जाता है)। और इस पदार्थ की कीमत 1,500 डॉलर प्रति क्यूरी तक पहुंच जाती है।

हालांकि, मोलिब्डेनम-99 के उत्पादन की इतनी मात्रा के साथ, रेडियोधर्मी कचरे की मात्रा में आनुपातिक वृद्धि का सवाल उठता है जिसे कहीं संग्रहीत करने की आवश्यकता होती है। दुर्भाग्य से, आरआईएआर में तरल कचरे को दफनाने का एकमात्र तरीका अभी भी इसे 1300 मीटर की गहराई तक दबाव में पंप करना है। टेक्टोनिक दोषों के चौराहे पर भंडारण स्थल के स्थान को देखते हुए यह बहुत खतरनाक है (TsNIIgeolnerrud द्वारा शोध के अनुसार)। आज, यह सबसे दर्दनाक मुद्दा है जिसका अभी तक कोई समाधान नहीं है: दिमित्रोवग्राद के पास रेडियोधर्मी कचरे का एक छोटा सा समुद्र पहले ही भूमिगत हो चुका है, जो सैद्धांतिक रूप से वोल्गा में मिल सकता है।

RIAR . में एक नए बहुउद्देश्यीय फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टर का निर्माण

एक अच्छे नोट पर, तरल कचरे को सीमेंट करके ठोस कचरे में परिवर्तित किया जाना चाहिए और विशेष कंटेनरों में संग्रहित किया जाना चाहिए। 2015 में, RIAR में 8000 क्यूबिक मीटर के लिए एक नई ठोस अपशिष्ट भंडारण सुविधा का निर्माण किया गया था, जिसमें छँटाई, प्रसंस्करण और कंडीशनिंग के लिए तकनीकी खंड थे।

फोटो niiar.ru

दो दशकों से अधिक समय से, IAEA ने मोलिब्डेनम-99 के उत्पादन में अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम का उपयोग करने की तकनीक पर अत्यधिक असंतोष दिखाया है। लेकिन RIAR में उपयोग की जाने वाली तकनीक को विशेष रूप से इस पद्धति के लिए डिज़ाइन किया गया है। समय के साथ, दिमित्रोवग्राद रिसर्च इंस्टीट्यूट कम समृद्ध यूरेनियम के साथ काम करने के लिए स्विच करने की योजना बना रहा है। लेकिन यह भविष्य का सवाल है, लेकिन अभी के लिए मोलिब्डेनम के उत्पादन में सबसे कठिन मुद्दा रेडियोधर्मी कचरे का निपटान है।

और उनमें से कई हैं और ये सभी पर्यावरण और आबादी के लिए बेहद खतरनाक हैं। उदाहरण के लिए, स्ट्रोंटियम और आयोडीन के समस्थानिकों को लें, जो आसानी से वातावरण में प्रवेश कर सकते हैं और सैकड़ों किलोमीटर तक फैल सकते हैं। ऐसे क्षेत्र के लिए जहां आबादी में प्राकृतिक आयोडीन की कमी है, यह विशेष रूप से खतरनाक है। शरीर रेडियोधर्मी सहित पर्यावरण से आवश्यक आयोडीन लेता है, जिससे स्वास्थ्य के लिए दुखद परिणाम होते हैं। लेकिन, आरआईएआर के अनुसार, उनकी तकनीकी प्रक्रिया में वातावरण में आयोडीन उत्सर्जन के खिलाफ बहुत उच्च सुरक्षा है।

जूतों के बिना शूमेकर

हर साल, पूरी दुनिया में रेडियोन्यूक्लाइड का उपयोग करते हुए 30 मिलियन से अधिक चिकित्सा प्रक्रियाएं की जाती हैं। हालांकि, रूस में ही, जो मोलिब्डेनम-99 का मुख्य आपूर्तिकर्ता होने का दावा करता है, इस आइसोटोप की आवश्यकता न्यूनतम है। रूस में उत्पादित सभी रेडियोधर्मी समस्थानिकों का 70% से अधिक निर्यात किया जाता है। रूस में कैंसर रोगियों के लिए, विशेष नैदानिक केंद्रों की सामान्य कमी के कारण आधुनिक और समय पर उपचार प्राप्त करने का मौका 10% से अधिक नहीं है। देश में ऐसे केवल सात केंद्र हैं। लेकिन यह आवश्यक है कि उनमें से कम से कम 140 हों। यह पता चला है कि रूस में आइसोटोप का उपयोग करने वाली नवीनतम तकनीकों में अक्सर कहीं भी लागू नहीं होता है।

तुलनात्मक रूप से, संयुक्त राज्य अमेरिका में 2,000 से अधिक परमाणु चिकित्सा केंद्र हैं। अन्य विकसित देशों में, जनसंख्या के प्रत्येक 500,000 लोगों के लिए एक ऐसा केंद्र है। यह आश्चर्य की बात नहीं है कि, डब्ल्यूएचओ के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका में कैंसर रोगियों की पांच साल की जीवित रहने की दर 62% है, फ्रांस में - 58%, रूस में यह आंकड़ा 43% तक भी नहीं पहुंचता है।

इससे, एक बहुत ही हर्षित तस्वीर नहीं बनती है: किसी के पास कुछ इंच होते हैं, और हमारी जड़ें होती हैं।

यदि हम यूरेनियम विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया की खोज के व्यावहारिक लाभों को याद करते हैं, तो हथियारों और ऊर्जा के तुरंत बाद, शायद, परमाणु चिकित्सा के तरीके होंगे। निदान और रेडियोथेरेपी दोनों में परमाणु घटना का उपयोग किया जाता है। एक उदाहरण के रूप में टेक्नेटियम 99m Tc के रेडियोधर्मी समस्थानिक का उपयोग करते हुए, मैं यह दिखाना चाहूंगा कि कैसे परमाणु रिएक्टर ऑन्कोलॉजी के निदान में मदद करते हैं।

99m Tc-लेबल वाली दवा की गामा विकिरण तीव्रता का टोमोग्राफिक मीडिया।

टेक्नेटियम 99m Tc का अल्पकालिक रेडियोन्यूक्लाइड एक जांच (ट्रेसर) है, जिसके शरीर और संचय के माध्यम से इस न्यूक्लाइड के आइसोमेरिक संक्रमण के दौरान उत्सर्जित गामा किरणों की टोमोग्राफी का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है। इसका आधा जीवन छोटा है (T = 6.04 घंटे, जमीनी अवस्था में क्षय 99 .) Tc, एक रेडियोधर्मी समस्थानिक भी है, लेकिन 214,000 वर्षों के आधे जीवन के साथ।टेक्नेटियम एक अनूठा तत्व है, इसका कोई स्थिर समस्थानिक नहीं है, इसलिए यह प्रकृति में मौजूद नहीं है। बदले में, इसका मतलब है कि यह हमारे जैव रसायन से अपरिचित है, इसलिए यह शरीर में चयापचय पथ में फिट नहीं होता है और तेजी से समाप्त हो जाता है। एक अन्य महत्वपूर्ण उपयोगी गुण ऊर्जा है -विकिरण (140 केवी) - यह ऊतकों में प्रवेश करने के लिए काफी बड़ा है और इतना छोटा है कि ओवरएक्सपोजर का कारण नहीं बनता है।

स्तंभ को पैरेंट आइसोटोप से धोकर टेक्नेटियम के उत्पादन को दर्शाने वाली एक पुरानी योजना, जो लेड परिरक्षण में है, एक विशेष माध्यम से जो टेक्नेटियम को धोता है।

नतीजतन, आज दुनिया में रेडियोफार्मास्युटिकल्स का उपयोग करने वाली 80% नैदानिक प्रक्रियाओं का हिसाब 99m . है टीसी प्रति वर्ष लगभग 30 मिलियन प्रक्रियाएं हैं, जबकि पैसे के मामले में टेक्नेटियम सभी परमाणु दवाओं का लगभग 1/4 है। ट्रेसर डायग्नोस्टिक्स टेक्नेटियम के साथ विशेष रूप से चयनित दवा अणुओं के शरीर में गति की गतिशीलता के अध्ययन की तरह दिखता है; विभिन्न प्रकार के कैंसर के निदान के लिए विकिपीडिया ऐसे कई पदार्थों को जानता है। इस मामले में, अंकन दवा आमतौर पर रोगग्रस्त (स्वस्थ) अंग में जमा हो जाती है (या जमा नहीं होती है), और यह एकल-फोटॉन जगमगाहट टोमोग्राफ के साथ देखना आसान है।

वास्तव में, यह यहाँ है - एक एकल-फोटॉन (पीईटी टोमोग्राफ के विपरीत जो बीटा-प्लस क्षय पॉज़िट्रॉन के विनाश को पंजीकृत करता है) जगमगाहट टोमोग्राफ।

हालांकि, मुझे लगता है कि निदान की तुलना में बहुत अधिक हड़ताली, एक रेडियोफार्मास्युटिकल की प्राप्ति है। इसके बारे में सोचें: टेक्नेटियम का आधा जीवन 6 घंटे है - इस आइसोटोप का 94% 24 घंटों में क्षय हो जाता है, जिसका अर्थ है कि दवा को किसी फार्मेसी में नहीं खरीदा जा सकता है, और इसे परिवहन करना मुश्किल है: यहां तक कि इसे शहर के चारों ओर ले जाने पर, आप गतिविधि का आधा हिस्सा खो सकते हैं। आइए अंत से शुरुआत तक नैदानिक प्रक्रिया की श्रृंखला को खोलें, और फिर इस आइसोटोप के वैश्विक बाजार को देखें।

जैसा कि आप पहले से ही अनुमान लगा सकते हैं, निदान के लिए टेक्नेटियम की तैयारी अस्पताल में रेडियोकेमिकल प्रक्रियाओं की मदद से प्राप्त की जाती है जो उनकी गंभीरता में काफी भयावह हैं। 99m Tc रेडियोधर्मी मोलिब्डेनम की इकलौती पुत्री समस्थानिक है 99 मो, जिसका आधा जीवन है 2.75 दिन। मोलिब्डेनम 99 को टेक्नेटियम जनरेटर के रूप में अस्पताल में पहुंचाया जाता है - सीसा कंटेनर जिसमें अवक्षेपित मोलिब्डेनम का एक स्तंभ होता है।

टेक्नटियम जनरेटर रहते हैं ...

और एक कट में।

एक 20 किलो के जनरेटर में आमतौर पर सक्रिय रूप से सड़ने वाले मोलिब्डेनम के 0.5 और 5 क्यूरी (20-120 जीबीक्यू) के बीच होता है। के साथ एक रेडियोरासायनिक तैयारी प्राप्त करने के लिए एक रसायन को कॉलम के माध्यम से प्रवाहित किया जाता है जो टेक्नेटियम को हटाता है (कैप्चर करता है)। आमतौर पर, इसके लिए जनरेटर पर दो ampoules लगाए जाते हैं: एक एलुएंट के साथ, और दूसरा वैक्यूम के साथ, और एक लीड स्क्रीन वैक्यूम ampule पर लगाई जाती है।

अंत में, समाधान टाइप करना 99m इस पर आधारित रेडियोफार्मास्युटिकल तैयार करने के लिए टीसी का उपयोग किया जाता है। नीचे दिए गए वीडियो को देखने के लिए स्वतंत्र महसूस करें: रेडियोधर्मी दवा को संभालने के नियम बताते हैं कि यह इंजेक्शन लगाने के लिए बहुत उपयोगी नहीं है :) औसत नैदानिक परीक्षण के लिए लगभग 250 एमबीक्यू (0.06 सीआई) टेक्नेटियम की आवश्यकता होती है और इसके परिणामस्वरूप 50 एमएसवी ( 5 रेम) एनपीपी कर्मियों के लिए लगभग एक अधिकतम स्वीकार्य वार्षिक खुराक है।

अगला प्रश्न: 99 से भरे टेक्नेटियम जनरेटर कहाँ से आते हैं? मो? यहीं पर परमाणु रिएक्टर काम में आते हैं। 99 मो 235 यू के टुकड़ों में से एक है, विखंडन उत्पादों में यह लगभग 6.3% है। किसी भी काम करने वाले गीगावाट के ईंधन में इस आइसोटोप के सैकड़ों ग्राम होते हैं, इस तथ्य के बावजूद कि चिकित्सा जरूरतों के लिए पूरी दुनिया की खपत केवल 1 ग्राम प्रति वर्ष है। हालांकि, केवल एक शक्तिशाली पावर रिएक्टर से ईंधन असेंबली को रोकने और हटाने में इतना समय (कई दिन) लगता है कि व्यावहारिक रूप से मोलिब्डेनम का कुछ भी नहीं रहता है।

अपने हाथ में मोलिब्डेनम -99 के वास्तविक घोल के साथ एक फ्लास्क लेने से, आप इस हाथ को खो सकते हैं - इस तरह के फ्लास्क की रेडियोधर्मिता सतह पर लगभग 100 रेंटजेन प्रति सेकंड होगी।

इसलिए 99 मो अत्यधिक समृद्ध से छोटे (दसियों ग्राम) लक्ष्यों को विकिरणित करके प्राप्त किया जाता है 235 यू (लक्ष्य में 238 आइसोटोप की उपस्थिति रेडियोटॉक्सिक ट्रांसयूरेनियम तत्व देती है: प्लूटोनियम, नेपच्यूनियम, एमरिकियम)। रिएक्टर से हटाए जाने के बाद, मोलिब्डेनम से भी अधिक सक्रिय टुकड़ों के क्षय के लिए लक्ष्य 1-2 दिनों के लिए रखा जाता है, फिर उन्हें नाइट्रिक एसिड या क्षार में भंग कर दिया जाता है और रासायनिक रूप से एक गर्म कक्ष में निकाला जाता है। 99 मो अंत में, रेडियोधर्मी मोलिब्डेनम के साथ शुद्ध समाधान को टेक्नेटियम जनरेटर के उत्पादन में स्थानांतरित किया जाता है, जहां इसे एक सोरप्शन कॉलम में चार्ज किया जाता है। बाद की प्रक्रिया गर्म कक्षों में भी होती है, लेकिन न केवल जीएमपी उत्पादन (दवा उत्पादन मानकों की एक प्रणाली जो दवाओं की बाँझपन और गुणवत्ता सुनिश्चित करती है) में होती है।

सामान्यतया, निष्कर्षण प्रक्रिया की दक्षता 99 . है यूरेनियम लक्ष्य से मो कम है: इस तथ्य के अलावा कि महंगे यूरेनियम 235 के एक छोटे से हिस्से का उपयोग किया जाता है, उत्पादित मोलिब्डेनम का केवल कुछ प्रतिशत टेक्नेटियम जनरेटर में मिलेगा - बाकी विखंडन उत्पादों के साथ जाएगा प्रसंस्करण से पहले रेडियोधर्मी कचरे या क्षय में। कम दक्षता, हथियार-ग्रेड यूरेनियम के साथ काम, रेडियोधर्मी कचरे की एक बड़ी मात्रा मोलिब्डेनम की उच्च लागत निर्धारित करती है - जनरेटर में लगभग $ 50 मिलियन प्रति ग्राम। यह केवल इतना बचाता है कि यह चना आपको लाखों परीक्षण करने की अनुमति देता है।

नतीजतन, 99m Tc के साथ डायग्नोस्टिक्स के उत्पादन की श्रृंखला इस तरह दिखती है: HEU लक्ष्य का उत्पादन -> रिएक्टर -> हॉट सेल (अधिमानतः रिएक्टर के पास) -> टेक्नीटियम जनरेटर चार्ज करने के लिए GMP हॉट सेल -> के लिए अस्पताल में कमरा रेडियोधर्मी दवाओं के साथ काम करना। वर्तमान मांग 12,000 क्यूरी प्रति सप्ताह है और दुनिया भर में एक दर्जन रिएक्टर हैं जो विकिरण लक्ष्य हैं, लेकिन इनमें से अधिकांश मोलिब्डेनम की आपूर्ति कनाडा के एनआरयू रिएक्टर (प्रति सप्ताह 4800 क्यूरी) चाक नदी में स्थित है। पेटेन से डच एचएफआर (2500 सीआई), बेल्जियम बीआर-2 (जिसे प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए) और फ्रेंच ओएसआईआरआईएस; साथ में वे इस न्यूक्लाइड के लिए 80% बाजार के लिए जिम्मेदार हैं। आस-पास कनाडा में सबसे बड़े लक्ष्य प्रोसेसर नॉर्डियन, हॉलैंड में मॉलिनक्रोड्ट, बेल्जियम में आईआरयू भी हैं।

कनाडाई एनआरयू रिएक्टर एक शक्तिशाली ईंधन भरने वाली मशीन का उपयोग करता है, जिसे आप जल्द ही एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में देखने की उम्मीद करते हैं। इसकी 135 मेगावाट की तापीय क्षमता दुनिया के सबसे शक्तिशाली अनुसंधान रिएक्टरों में से एक है।

हालांकि, 2010 में, 99 . का घरेलू आपूर्तिकर्ता Mo RIAR का एक प्रसिद्ध संस्थान है, जिसके पास विकिरण के लिए रिएक्टरों का एक शक्तिशाली बेड़ा है। विकिरण पर किया जाता है, ROMOL-99 रेडियोकेमिकल लाइन पर प्रसंस्करण किया जाता है, और दुनिया का सबसे बड़ा (एक साइट पर) अनुसंधान रिएक्टरों का बेड़ा दुनिया की जरूरतों का 25% तक उत्पादन करना संभव बनाता है, जिसका उपयोग किया गया था मरम्मत और आधुनिकीकरण के लिए एनआरयू रिएक्टर के बंद होने के दौरान कनाडाई नॉर्डियन द्वारा 2010 की शुरुआत में। सामान्य तौर पर, प्रमुख चिकित्सा रेडियो आइसोटोप उत्पादक रिएक्टरों की उम्र बढ़ने से रोसाटॉम और अन्य नए उत्पादकों (जैसे ऑस्ट्रेलिया में नया ओपल अनुसंधान रिएक्टर) की बाजार हिस्सेदारी हासिल करने की क्षमता बढ़ जाती है।

भद्दा ROMOL-99 मोलिब्डेनम-99 . की दुनिया की 25% मांग प्रदान करने में सक्षम है

वह हॉट सेल के अंदर है

रूस में एक पूर्ण-चक्र उत्पादन भी होता है। NIFHI का नाम L.Ya.Karpov . के नाम पर रखा गया है(ओबनिंस्क में स्थित)में लक्ष्य विकिरणित करता हैघाटी 15 मेगावाट की क्षमता वाला डब्ल्यूडब्ल्यूआर-सी रिएक्टर।
रिएक्टर के 4 चैनलों में विकिरण किया जाता है, जहां बाहरी शीतलन के साथ विशेष विधानसभाओं को लोड किया जाता है।

सूरत

लक्ष्य लगभग एक सप्ताह के लिए रिएक्टर में विकिरणित होते हैं, जिसके बाद उन्हें हटा दिया जाता है, सबसे सक्रिय विखंडन अंशों के क्षय के लिए दो दिनों के लिए रखा जाता है, और NIFHI गर्म कक्षों में संसाधित किया जाता है।

एक लक्ष्य का आरेखण। यह देखा जा सकता है कि यहाँ बहुत कम यूरेनियम है

समाधान से निपटने के लिए गर्म कक्ष 99Mo

NIFHI अपनी GMP सुविधा में टेक्नेटियम जेनरेटर बनाती है। इसकी क्षमता प्रति सप्ताह लगभग 200 जनरेटर है, जिनमें से प्रत्येक निदान के लिए टेक्नेटियम के 20 भागों तक का उत्पादन कर सकता है। अन्य सभी चरणों की तरह, चार्जिंग जनरेटर, एक गर्म सेल में श्रमसाध्य काम है।

टेक्नेटियम जनरेटर को बाँझ और विकिरण-संरक्षित परिस्थितियों में चार्ज किया जाता है।

आज विकिरणित लक्ष्यों का बाजार लगभग $50 मिलियन, मोलिब्डेनम समाधान - 80 मिलियन, और टेक्नेटियम जनरेटर - 150, और चिकित्सा प्रक्रियाओं - $ 2 बिलियन का है। ऐसा बाजार पहले से ही प्राप्त करने के लिए विशेष प्रतिष्ठानों के निर्माण के लिए पूरी तरह से भुगतान करता है 99 मो, और मुख्य विकास का उद्देश्य सक्रियण या विखंडन त्वरक मशीन बनाना है, अर्थात। एक न्यूट्रॉन स्रोत (ईएसएस की तरह) के साथ त्वरक एक उत्तेजित विखंडन प्रतिक्रिया U238 या लक्ष्य में न्यूट्रॉन कैप्चर करते हैं 98 मो अब तक, ये विकास पहले से निर्मित रिएक्टरों की तुलना में अधिक महंगा मोलिब्डेनम प्रदान करते हैं, लेकिन इससे सस्ता है कि अगर रिएक्टर को विशेष रूप से चिकित्सा रेडियो आइसोटोप के उत्पादन के लिए बनाया गया था। इसके अलावा, ऐसे त्वरक सीधे अस्पतालों में स्थापित किए जा सकते हैं (अस्पतालों में पहले से ही रिएक्टरों के विपरीत, चिकित्सा और अल्पकालिक नैदानिक आइसोटोप के उत्पादन के लिए बहुत सारे त्वरक हैं - उदाहरण के लिए, 18F)।

पी.एस. इस विषय का अध्ययन करते हुए, मैंने अपने लिए पाया कि थाईलैंड में व्यापक TRIGA श्रृंखला का एक शोध रिएक्टर है, जो अन्य बातों के अलावा, चिकित्सा रेडियो आइसोटोप का उत्पादन करता है। और भी आश्चर्यजनक बात यह है कि यह 1972 से है।

रूसी नाम

टेक्नटियम सेस्टामिबि

पदार्थ Technetium sestamibi . का लैटिन नाम

टेक्नीटी सेस्टामिबी ( वंश।टेक्नेटी सेस्टामिबी)

पदार्थ का औषधीय समूह Technetium sestamibi

मॉडल नैदानिक और औषधीय लेख 1.

फार्मा कार्रवाई।विभिन्न रोग स्थितियों में मायोकार्डियल परफ्यूजन का आकलन करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक नैदानिक उपकरण (रेडियोफार्मास्युटिकल)।

फार्माकोकाइनेटिक्स।अंतःशिरा प्रशासन के बाद, यह जल्दी से संवहनी बिस्तर छोड़ देता है, और 3-5 मिनट के बाद रक्त में इसकी एकाग्रता 2% से अधिक नहीं होती है। एक स्वस्थ मायोकार्डियम में दवा का अधिकतम संचय प्रशासन के 5 मिनट बाद और प्रशासित खुराक का औसत 2.2% होता है। मायोकार्डियल कैप्चर का यह स्तर 3 घंटे तक अपरिवर्तित रहता है, जो प्लानर या सिंगल फोटॉन एमिशन टोमोग्राफी (दवा प्रशासन के 1-2 घंटे के भीतर) के लिए इष्टतम समय निर्धारित करता है। फेफड़ों में दवा की एकाग्रता नगण्य है (5 मिनट के बाद - नहीं 3-5% से अधिक), और इसका उत्सर्जन मायोकार्डियम से दवा की निकासी को महत्वपूर्ण रूप से निर्धारित करेगा। हेपेटोबिलरी ट्रैक्ट और छोटी आंत के माध्यम से उत्सर्जित (2 दिनों के भीतर लगभग 40%)। मूत्र में थोड़ी मात्रा (लगभग 22%) उत्सर्जित होती है।

संकेत।विभिन्न रोग प्रक्रियाओं में मायोकार्डियल रक्त की आपूर्ति का आकलन करने के लिए प्लानर या सिंगल फोटॉन एमिशन टोमोग्राफी जो बिगड़ा हुआ मायोकार्डियल परफ्यूजन (कोरोनरी एथेरोस्क्लेरोसिस, तीव्र रोधगलन, पोस्ट-इन्फार्क्शन और पोस्ट-मायोकार्डिअल कार्डियोस्क्लेरोसिस, आदि) के साथ-साथ आईएचडी में भी होता है।

अंतर्विरोध।अतिसंवेदनशीलता, गर्भावस्था।

खुराक।में / खाली पेट या भोजन के कम से कम 4 घंटे बाद। लगभग 24 घंटे के अध्ययन में अंतराल के साथ आराम और तनाव परीक्षण की स्थिति में रोगियों की जांच करते समय - प्रत्येक अध्ययन के लिए 259-370 एमबीक्यू (7-10 एमकेयू)।

खराब असर।एलर्जी।

विशेष निर्देश।तैयारी की विधि: सड़न रोकनेवाला परिस्थितियों में, 99mTc जनरेटर से अभिकर्मक शीशी में eluate के 3 मिलीलीटर जोड़ें। यदि आवश्यक हो, तो eluate को 0.9% NaCl समाधान के साथ आवश्यक वॉल्यूमेट्रिक गतिविधि के लिए प्रारंभिक रूप से पतला किया जाता है। दवा के साथ शीशी को एक सीसे के कंटेनर में रखा जाता है और पानी के उबलने के 15 मिनट के लिए उबलते पानी के स्नान में गरम किया जाता है। पानी के स्नान में पानी का स्तर शीशी में दवा के घोल के स्तर से अधिक होना चाहिए। शीशी की सामग्री को कमरे के तापमान तक ठंडा करने के बाद दवा उपयोग के लिए तैयार है। हवा की सुई का उपयोग निषिद्ध है।

1 शीशी में निहित अभिकर्मक के आधार पर तैयार उत्पाद का उपयोग 5 रोगियों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है।

स्तनपान कराने वाली माताओं को दवा लेने के 24 घंटे बाद तक बच्चे को दूध पिलाने से बचना चाहिए।

दवाओं का राज्य रजिस्टर। आधिकारिक प्रकाशन: 2 खंडों में - एम।: मेडिकल काउंसिल, 2009। - वी.2, भाग 1 - 568 पी।; भाग 2 - 560 पी।

गीक स्वास्थ्य

गामा विकिरण की तीव्रता के टोमोग्राफिक अनुभागों को 99m Tc दवा के साथ लेबल किया गया है।

टेक्नेटियम 99 एम टीसी का अल्पकालिक आइसोमर एक जांच (ट्रेसर) है, जिसका शरीर और संचय के माध्यम से आंदोलन को इस न्यूक्लाइड के आइसोमेरिक संक्रमण के दौरान उत्सर्जित गामा किरणों की टोमोग्राफी का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है। इसका एक छोटा आधा जीवन है (टी = 6.04 घंटे, जमीनी अवस्था में क्षय 99 टीसी, एक रेडियोधर्मी आइसोटोप भी है, लेकिन पहले से ही 214 हजार साल के आधे जीवन के साथ), टेक्नेटियम में कोई स्थिर आइसोटोप नहीं है, यह हमारे जैव रसायन से अपरिचित है , इसलिए यह शरीर में चयापचय मार्गों में फिट नहीं होता है और तेजी से उत्सर्जित होता है। एक अन्य महत्वपूर्ण उपयोगी संपत्ति γ-विकिरण (140 केवी) की ऊर्जा है - यह ऊतकों में प्रवेश करने के लिए काफी बड़ी है और इतनी छोटी है कि ओवरएक्सपोजर न हो।

स्तंभ को पैरेंट आइसोटोप से धोकर टेक्नेटियम के उत्पादन को दर्शाने वाली योजना, जो लेड परिरक्षण में है, एक विशेष माध्यम से जो टेक्नेटियम को धोता है।

नतीजतन, आज दुनिया में रेडियोफार्मास्युटिकल्स का उपयोग करने वाली 80% नैदानिक प्रक्रियाओं में 99m Tc है - यह प्रति वर्ष लगभग 30 मिलियन प्रक्रियाएं हैं, जबकि Technetium पैसे के मामले में सभी परमाणु दवाओं का लगभग 1/4 है। ट्रेसर डायग्नोस्टिक्स टेक्नेटियम के साथ विशेष रूप से चयनित दवा अणुओं के शरीर में गति की गतिशीलता के अध्ययन की तरह दिखता है; विभिन्न प्रकार के कैंसर के निदान के लिए विकिपीडिया ऐसे कई पदार्थों को जानता है। इस मामले में, अंकन दवा आमतौर पर रोगग्रस्त (स्वस्थ) अंग में जमा हो जाती है (या जमा नहीं होती है), और यह एकल-फोटॉन जगमगाहट टोमोग्राफ के साथ देखना आसान है।

वास्तव में, यहाँ यह है - एक एकल-फोटॉन (पीईटी टोमोग्राफ के विपरीत जो बीटा-प्लस क्षय पॉज़िट्रॉन विनाश के दो फोटॉन पंजीकृत करता है) जगमगाहट टोमोग्राफ।

हालांकि, मुझे लगता है कि निदान की तुलना में बहुत अधिक हड़ताली, एक रेडियोफार्मास्युटिकल की प्राप्ति है। इसके बारे में सोचें: टेक्नेटियम का आधा जीवन 6 घंटे है - इस आइसोटोप का 94% 24 घंटों में क्षय हो जाता है, जिसका अर्थ है कि दवा को किसी फार्मेसी में नहीं खरीदा जा सकता है, और इसे परिवहन करना मुश्किल है: यहां तक कि इसे शहर के चारों ओर ले जाना , आप आधी गतिविधि खो सकते हैं। आइए अंत से शुरुआत तक नैदानिक प्रक्रिया की श्रृंखला को खोलें, और फिर इस आइसोटोप के वैश्विक बाजार को देखें।

जैसा कि आप पहले से ही अनुमान लगा सकते हैं, निदान के लिए टेक्नेटियम की तैयारी अस्पताल में रेडियोकेमिकल प्रक्रियाओं की मदद से प्राप्त की जाती है जो उनकी गंभीरता में काफी भयावह हैं। 99m Tc रेडियोधर्मी मोलिब्डेनम 99 Mo की इकलौती बेटी आइसोटोप है, जिसका आधा जीवन 2.75 दिनों का है। मोलिब्डेनम 99 को टेक्नेटियम जनरेटर के रूप में अस्पताल में पहुंचाया जाता है - सीसा कंटेनर जिसमें अवक्षेपित मोलिब्डेनम का एक स्तंभ होता है।

टेक्नटियम जनरेटर रहते हैं ...

और एक कट में।

एक 20-किलोग्राम जनरेटर में आमतौर पर 0.5 से 5 क्यूरी होता है (क्यूरी गतिविधि की एक ऐसी इकाई है, प्रति सेकंड एक निश्चित संख्या में क्षय होता है। इसी तरह की एक अन्य इकाई बेकरेल (बीक्यू) है, एक की 3.7 * 10 10 बीक्यू है) सक्रिय क्षयकारी मोलिब्डेनम . एक रेडियोकेमिकल तैयारी प्राप्त करने के लिए, कॉलम के माध्यम से एक रासायनिक पदार्थ धोया जाता है, जो टेक्नेटियम को हटा देता है (कैप्चर करता है)। आमतौर पर, इसके लिए जनरेटर पर दो ampoules लगाए जाते हैं: एक एलुएंट के साथ, और दूसरा वैक्यूम के साथ, और एक लीड स्क्रीन वैक्यूम ampule पर लगाई जाती है।

अंत में, 99m Tc का घोल एकत्र करके, इसके आधार पर एक रेडियोफार्मास्युटिकल तैयार किया जाता है। नीचे दिए गए वीडियो को देखने के लिए स्वतंत्र महसूस करें: रेडियोधर्मी फार्मा को संभालने के नियम, सुझाव देते हैं कि इसे अंदर इंजेक्ट करना बहुत उपयोगी नहीं है :) औसत नैदानिक परीक्षण के लिए लगभग 250 एमबीक्यू (0.06 सीआई) टेक्नेटियम की आवश्यकता होती है और इसके परिणामस्वरूप 50 एमएसवी की खुराक होती है। (5 रेम) एनपीपी कर्मियों के लिए लगभग एक अधिकतम स्वीकार्य वार्षिक खुराक है।

अगला प्रश्न यह है कि 99 Mo से भरे हुए टेक्नेटियम जनरेटर कहाँ से आते हैं? यहीं पर परमाणु रिएक्टर काम में आते हैं। 99Mo 235U के टुकड़ों में से एक है, यूरेनियम के विखंडन उत्पादों में यह लगभग 6.3% है। किसी भी काम करने वाले गीगावाट के ईंधन में इस आइसोटोप के सैकड़ों ग्राम होते हैं, इस तथ्य के बावजूद कि चिकित्सा खपत प्रति वर्ष केवल 1 ग्राम है। हालांकि, केवल एक शक्तिशाली पावर रिएक्टर से ईंधन असेंबली को रोकने और हटाने में इतना समय (कई दिन) लगता है कि व्यावहारिक रूप से मोलिब्डेनम का कुछ भी नहीं रहता है।

इसलिए, अनुसंधान रिएक्टरों में अत्यधिक समृद्ध 235U से छोटे (दसियों ग्राम) लक्ष्यों को विकिरणित करके 99 Mo प्राप्त किया जाता है (लक्ष्य में 238 आइसोटोप की उपस्थिति अवांछनीय रेडियोटॉक्सिक ट्रांसयूरेनियम तत्व देती है: प्लूटोनियम, नेपच्यूनियम, एमरिकियम)। रिएक्टर से हटाए जाने के बाद, मोलिब्डेनम से भी अधिक सक्रिय टुकड़ों के क्षय के लिए लक्ष्य को 1-2 दिनों के लिए रखा जाता है, फिर उन्हें नाइट्रिक एसिड या क्षार में भंग कर दिया जाता है, और 99 मो को रासायनिक रूप से गर्म कक्ष में निकाला जाता है। अंत में, रेडियोधर्मी मोलिब्डेनम के साथ शुद्ध समाधान को टेक्नेटियम जनरेटर के उत्पादन में स्थानांतरित किया जाता है, जहां इसे एक सोरप्शन कॉलम में चार्ज किया जाता है। बाद की प्रक्रिया गर्म कक्षों में भी होती है, लेकिन न केवल जीएमपी उत्पादन (दवा उत्पादन मानकों की एक प्रणाली जो दवाओं की बाँझपन और गुणवत्ता सुनिश्चित करती है) में होती है।

सामान्यतया, यूरेनियम लक्ष्य से 99 Mo निकालने की प्रक्रिया की दक्षता कम है: इस तथ्य के अलावा कि महंगे यूरेनियम 235 का एक छोटा हिस्सा उपयोग किया जाता है, उत्पादित मोलिब्डेनम का केवल कुछ प्रतिशत ही टेक्नेटियम जनरेटर में मिलेगा - बाकी प्रसंस्करण से पहले शेष विखंडन उत्पादों के साथ रेडियोधर्मी अपशिष्ट या क्षय में चला जाएगा। कम दक्षता, हथियार-ग्रेड यूरेनियम के साथ काम, रेडियोधर्मी कचरे की एक बड़ी मात्रा मोलिब्डेनम की उच्च लागत निर्धारित करती है - जनरेटर में लगभग $ 50 मिलियन प्रति ग्राम। यह केवल इतना बचाता है कि यह चना आपको लाखों परीक्षण करने की अनुमति देता है।

नतीजतन, 99m Tc के साथ डायग्नोस्टिक्स के उत्पादन की श्रृंखला इस तरह दिखती है: HEU लक्ष्य का उत्पादन -> रिएक्टर -> हॉट सेल (अधिमानतः रिएक्टर के पास) -> टेक्नीटियम जनरेटर चार्ज करने के लिए GMP हॉट सेल -> के लिए अस्पताल में कमरा रेडियोधर्मी दवाओं के साथ काम करना। वर्तमान मांग 12,000 क्यूरी प्रति सप्ताह है और दुनिया भर में एक दर्जन रिएक्टर हैं जो विकिरण लक्ष्य हैं, लेकिन इनमें से अधिकांश मोलिब्डेनम की आपूर्ति कनाडा के एनआरयू रिएक्टर (प्रति सप्ताह 4800 क्यूरी) चाक नदी में स्थित है। पेटेन से डच एचएफआर (2500 सीआई), बेल्जियन बीआर-2 (जिसे MYRRHA की जगह लेनी चाहिए) और फ्रेंच OSIRIS; साथ में वे इस न्यूक्लाइड के लिए 80% बाजार के लिए जिम्मेदार हैं। आस-पास कनाडा में सबसे बड़े लक्ष्य प्रोसेसर नॉर्डियन, हॉलैंड में मॉलिनक्रोड्ट, बेल्जियम में आईआरयू भी हैं।

हालाँकि, 2010 में, इस कंपनी, जिसे 80 के दशक में वापस स्थापित किया गया था, पर 99 Mo के एक घरेलू आपूर्तिकर्ता द्वारा आक्रमण किया गया था - प्रसिद्ध RIAR संस्थान, जिसके पास विकिरण के लिए रिएक्टरों का एक शक्तिशाली बेड़ा है। हमारे ज्ञात एसएम रिएक्टर में विकिरण किया जाता है, प्रसंस्करण ROMOL-99 रेडियोकेमिकल लाइन पर किया जाता है, और दुनिया का सबसे बड़ा (एक साइट पर) अनुसंधान रिएक्टरों का बेड़ा दुनिया की जरूरतों का 25% तक उत्पादन करना संभव बनाता है , जिसका उपयोग 2010 की शुरुआत में कनाडाई नॉर्डियन द्वारा मरम्मत और उन्नयन के लिए एनआरयू रिएक्टर को बंद करने के दौरान किया गया था। सामान्य तौर पर, प्रमुख चिकित्सा रेडियो आइसोटोप उत्पादक रिएक्टरों की उम्र बढ़ने से रोसाटॉम और अन्य नए उत्पादकों (जैसे ऑस्ट्रेलिया में नया ओपल अनुसंधान रिएक्टर) की बाजार हिस्सेदारी हासिल करने की क्षमता बढ़ जाती है।

भद्दा ROMOL-99 (ऑपरेटरों से देखें) मोलिब्डेनम-99 के लिए दुनिया की 25% मांग प्रदान करने में सक्षम है

वह हॉट सेल के अंदर है

रूस में एक पूर्ण-चक्र उत्पादन भी होता है। NIFKhI का नाम L.Ya.Karpov (ओबनिंस्क में स्थित) के नाम पर रखा गया है, जो 15 मेगावाट की क्षमता वाले अपने पूल रिएक्टर VVR-ts में लक्ष्य को विकिरणित करता है।
रिएक्टर के 4 चैनलों में विकिरण किया जाता है, जहां बाहरी शीतलन के साथ विशेष विधानसभाओं को लोड किया जाता है।

सूरत

एक लक्ष्य का आरेखण। यह देखा जा सकता है कि यहाँ बहुत कम यूरेनियम है

99Mo समाधान के साथ काम करने के लिए गर्म कक्ष

टेक्नेटियम जनरेटर को बाँझ और विकिरण-संरक्षित परिस्थितियों में चार्ज किया जाता है।

विकिरणित लक्ष्यों का बाजार आज लगभग $50 मिलियन, मोलिब्डेनम समाधान $80 मिलियन, टेक्नेटियम जनरेटर $150, और चिकित्सा प्रक्रियाओं $2 बिलियन का है। ऐसा बाजार पहले से ही 99Mo के उत्पादन के लिए विशेष प्रतिष्ठानों के निर्माण के लिए पूरी तरह से भुगतान करता है; एक न्यूट्रॉन स्रोत (ईएसएस की तरह) के साथ त्वरक जो 98Mo लक्ष्य में U238 या न्यूट्रॉन कैप्चर के उत्तेजित विखंडन की प्रतिक्रिया का कारण बनते हैं। अब तक, ये विकास पहले से निर्मित रिएक्टरों की तुलना में अधिक महंगा मोलिब्डेनम प्रदान करते हैं, लेकिन इससे सस्ता है कि अगर रिएक्टर को विशेष रूप से चिकित्सा रेडियो आइसोटोप के उत्पादन के लिए बनाया गया था। इसके अलावा, ऐसे त्वरक सीधे अस्पतालों में स्थापित किए जा सकते हैं (अस्पतालों में पहले से ही रिएक्टरों के विपरीत, चिकित्सा और अल्पकालिक नैदानिक आइसोटोप के उत्पादन के लिए बहुत सारे त्वरक हैं - उदाहरण के लिए, 18F)। टैग लगा दो