Идентификация радионуклидов в воде контура охлаждения циклотрона Cyclon 18/9-HC

Изучены закономерности изменения мощности дозы фотонного излучения от системы водного охлаждения ускорителя Cyclone 18/9-HC при производстве позитрон-излучающих радионуклидов. Показано, что основной реакцией активации воды контура охлаждения циклотрона при производстве 18F является реакция (n, p), в результате которой из 16О образуется 16N с периодом полураспада 7 с. В водных мишенях с большой накопленной дозой, когда пучок частично бьет в тело мишени, протекают ядерные реакции, индуцированные протонами: 16О(p, α)11С и 18О(p, n)18F. Анионы фторида 18F–, карбоната 11СО32– и гидрокарбоната Н11СО3 –, которые образуются в реакциях активации с участием протонов, в процессе циркуляции воды осаждаются на ионно-обменной смоле, что приводит к очистке контура охлаждения от указанных радионуклидов. При облучении газовой мишени не происходит активации воды контура охлаждения. Среднегодовая дозовая нагрузка оператора циклотрона от продуктов активации в контуре охлаждения эквивалентна менее 1 % от предельной годовой дозы персонала от техногенных источников излучения. Для снижения дозовой нагрузки на операторов рекомендуется максимально сокращать продолжительность пребывания персонала на расстоянии менее 1 м от теплообменника во время наработки 18F. При эксплуатации водных мишеней с набранной дозой свыше 2500 мкА · ч профилактическое обслуживание системы охлаждения желательно проводить не ранее, чем через 30 с после окончания облучения, и обязательно после дозиметрического контроля. С целью снижения активации примесей необходимо использовать в контуре охлаждения только деионизованную воду, а в случае увеличения ее удельной проводимости из-за коррозии – своевременно менять.

циклотрон, система охлаждения, 18F, радионуклиды, активация, позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), радиационная безопасность

1. Radionuclide impurities in proton-irradiated [18O]H2O for the production of 18F−: Activities and distribution in the [18F]FDG synthesis process / L. Bowden [et al.] // Appl. Radiat. Isot. – 2009. – Vol. 67, № 2. – P. 248–255. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2008.10.015

2. Позитронно-эмиссионная томография. Ч. 1: Характеристика метода. Получение радиофармпрепаратов / С. Д. Бринкевич [и др.] // Мед.-биол. проблемы жизнедеятельности. – 2013. – № 2 (10). – С. 129–137.

3. Monte Carlo simulation and radiometric characterization of proton irradiated [18F]H2O for the treatment of the waste streams originated from [18F]FDG synthesis process / R. Remetti [et al.] // Appl. Radiat. Isot. – 2011. – Vol. 69, № 7. – P. 1046–1051. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2011.02.008

4. Niobium sputtered Havar foils for the high-power production of reactive [18F]fluoride by proton irradiation of [18F]H2O targets / J. S. Wilson [et al.] // Appl. Radiat. Isot. – 2008. – Vol. 66, № 5. – P. 565–570.https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2007.12.004

5. Cyclotron produced radionuclides: Operation and maintenance of gas and liquid targets / International atomic energy agency. – Vienna: IAEA, 2012 – 103 p. – (IAEA radioisotopes and radiopharmaceuticals. Series No. 4).

6. Chu, S. Y. F. The Lund/LBNL Nuclear Data Search [Electronic resource] / S. Y. F. Chu, L. P. Ekström, R. B. Firestone. – Mode of access: http://nucleardata.nuclear.lu.se/toi/ – Date of access: 18.12.2018.

7. Radionuclide impurities in [18F]F– and [18F]FDG for positron emission tomography / M. Kohler [et al.] // Appl. Radiat. Isot. – 2013. – Vol. 81. – P. 268–271. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2013.03.044

8. Quantification of the activity of tritium produced the routine synthesis of 18F fluorodeoxyglucose for positron emission tomography / C. Marshall [et al.] // J. Radiological Protection. – 2014. – Vol. 34, № 2. – P. 435–444. https://doi.org/10.1088/0952-4746/34/2/435

9. Evaluated Nuclear Data File [Electronic resource]. – Mode of access: https://www-nds.iaea.org/exfor/endf.htm – Date of access: 09.10.2018.

10. Долгоживущие радионуклиды при производстве [18F]фторхолина для ПЭТ-диагностики / П. В. Тылец [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусі. Сер. хім. навук. –2018. –Т. 54, №3. – С.359–368. https://doi.org/10.29235/1561-8331-2018-54-3-359-368

11. Обращение с водными радиоактивными отходами при производстве радиофармпрепаратов на основе 18F / В. О. Крот [и др.] // Вестн. Полоц. гос. ун-та. Сер. С, Фундаментальные науки. Физика – 2018. – № 4. – C. 128–134.