Fysiker har skapat en radionuklid för medicinsk diagnostik i en partikelaccelerator

Under testerna bestrålade forskare kontinuerligt ett enmmigt molybdenmål i 115 timmar.

fokuserad elektronstråle med en effekt på 30kW. Det är exakt så lång tid det tar att skapa en isotop. Fysiker noterar att det största hindret med sådan extrem exponering var att hålla målet kallt, vilket kunde avdunsta på millisekunder utan att avleda värme.

Yttemperatur under experimentetstiger från 200°C till 600°C, så det går inte att använda vatten för kylning. Istället använde fysiker flytande natrium. Flytande metaller har en hög specifik värmekapacitet och värmeledningsförmåga, vilket gör dem mycket effektiva för att ta bort värme.

Forskarna valde som köldmediumflytande natrium, eftersom det redan används inom kärnkraft. Problemet med detta ämne är att natrium reagerar aktivt med luft och vatten och kan lösa upp andra metaller, konstaterar forskarna. Dessutom, vid rumstemperatur, antar natrium ett fast tillstånd, så om enskilda system misslyckas kyls det och kan täppa till värmerör.

Men enligt forskare, resultatenexperiment har visat att användningen av flytande natrium som kylfläns under extrema förhållanden är motiverad. Forskare noterar att effekttätheten i målet är miljarder gånger större än i kärnan av solen, och väggen i en kärnreaktor får en liknande exponering om 10 år. Emellertid kunde målet, kylt med flytande natrium, överleva fem dagars kontinuerlig bestrålning.

Fysiker planerar att skala teknik tillfullständig produktion av radioisotoper. Målet som används i experimentet är tusen gånger mindre än det som forskarna planerar att använda i den industriella installationen av SMART-projektet. Deltagarna i experimentet hoppas att det år 2028 ska finnas en anläggning för produktion av radioisotoper för sjukhus runt om i världen.

Teknetium-99m är en isomer av isotopen teknetium-99.Det är en metastabil radionuklid som avger gammastrålning. Teknetium-99m bildas efter beta-sönderfallet av nukliden molybden-99. Denna isomer används som radiokemikalie för medicinsk diagnostik i tiotals miljoner procedurer årligen. På grund av dess korta halveringstid (cirka sex timmar) erhålls teknetiumisomeren vanligtvis från molybden direkt i ett medicinskt laboratorium.

För närvarande är det mesta av molybden-99produceras av anrikat uran i kärnreaktorer. Sådan produktion kan inte helt tillfredsställa efterfrågan, och en stor mängd radioaktivt avfall produceras till följd av sönderfallet av anrikat uran.

Omslagsbild: Jürgen Jeibmann, Center im. Helmholtz Dresden-Rossendorf

Läs mer:

Kärnfusion behöver inte längre miljontals grader: hur den nya metoden fungerar

Flygplan A380 genomför sin första flygning med vegetabilisk olja

Forskare förstår äntligen hur mjuka vätskedroppar förstör hårda ytor