Оптимизация радиационной защиты генератора технеция типа ГТ-2м.

Содержание:

Введение

1. Литературный обзор

1. Ядерно-физическая характеристика технеция-99m

2. Конструкция генератора технеция-99m

3. Производство генератора технеция-99m

4. Сравнение конструкции генераторов ⁹⁹Mo/^99mTc ГТ-2м, ГТ-4к и КСУ-3

5. Сравнение параметров качества элюата и генераторов технеция-99m

6. Радиационная защита и эксплуатация генераторов

7. Транспортирование генераторов

1. Экспериментальная часть

   1. Измерения мощности дозы от генератора ГТ-2м

2. Расчетная часть

   1. Описание программы МСNP

   2. Метод Монте-Карло

   3. Построение геометрической модели

3. Результаты и выводы

4. Список использованной литературы

Введение

Ядерная медицина - область массового использования радионуклидов (ядер атомов, распадающихся с испусканием элементарных частиц). На ее нужды расходуется более 50% годового производства радионуклидов во всем мире. В настоящие время трудно представить клинику в России или за рубежом, в которой при постановке диагноза заболевания не использовались бы различные радиоактивные препараты и меченные ими соединения.

Систематически радионуклиды для медицинских целей стали применять с начала 40-х годов. Именно тогда была установлена строгая закономерность распределения радиоактивного йода при различных патологических состояниях щитовидной железы. В дальнейшем, использование соединений, меченных радиоактивными нуклидами, позволило определить локализацию и размеры первичных опухолей, выявить распространение опухолевых процессов, контролировать эффективность лекарственного лечения. Благодаря большому разнообразию радионуклидов и меченных ими препаратов в настоящее время можно изучать практически любую физиологическую и морфологическую системы организма человека.

Уникальность методов ядерной медицины состоит в том, что они позволяют диагностировать функциональные отклонения жизнедеятельности органов на самых ранних стадиях болезни, когда человек еще не чувствует симптомы заболевания. Это позволяет обнаружить и лечить большое количество разнообразных заболеваний, существенно экономя средства на лечение.

Технологии ядерной медицины, направленные как на диагностику, так и на терапию заболеваний, основаны на использовании свойств стабильных и радиоактивных нуклидов.

Диагностическая ядерная медицина состоит из трех основных разделов: гаммасцинтиграфия, позитронно эмиссионная томография (ПЭТ) и радиоиммунологический анализ. Радионуклидная диагностика представляет собой метод «функциональной» визуализации, а именно: радионуклиды и меченные соединения при их введении пациенту «деликатно» включаются в биологические процессы организма. Регистрация излучения с помощью специальной радиодиагностической аппаратуры в процессе и по окончании распределения радиоактивной «метки» в организме пациента позволяет количественно оценить функциональную активность исследуемого объекта и обеспечивает его визуализацию, после чего определяется метод необходимого последующего лечения пациента.

Помимо диагностики, ядерная медицина выполняет лечебные функции. Радионуклидная терапия основана на лечении различных заболеваний путем введения в организм больного различных терапевтических РФП, которые, накапливаясь в патологическом очаге в организме, испускают излучение с коротким пробегом, разрушающее поврежденную ткань.

Все применяемые в ядерной медицине радиоизотопы можно разделить на радиоизотопные генераторы и радиофармпрепараты. Основное отличие: радиоизотопные генераторы являются изделиями медицинской техники, т.е. представляют собой изделие позволяющее получить дочерний радионуклид. Естественно, что в данном случае желательно, чтобы химические свойства материнского радионуклида и дочернего были различны. Радиофармацевтические препараты (РФП) - химические соединения, в молекуле которых содержится определенный радионуклид, разрешенные для введения человеку с диагностической или лечебной целью. РФП представляют собой вещество (субстанцию) содержащее радионуклид, любого агрегатного состояния, которое непосредственно используется для проведения диагностики или терапии. Обычно это раствор, реже газ.

Применение радиоизотопных генераторов позволяет медицинским учреждениям более свободно проводить обследования, а так же проводить обследования в клиниках удаленных от реактора или циклотрона.

Лаборатория радиофармпрепаратов ГНЦ РФ-ФЭИ проводит научные разработки по оптимизации современных технологий производства радиоизотопных генераторов, а также разрабатывает технологии новых РФП и радиоизотопных генераторов.

Целью данной дипломной работы является оптимизация материала радиационной защиты радиоизотопного генератора ⁹⁹Mo/^99mTc производства ГНЦ РФ-ФЭИ типа ГТ-2м.

1. Литературный обзор

Тс-99m является самым востребованным диагностическим радионуклидом в мировой ядерной медицине. В настоящее время около 80% всех диагностических процедур выполняется с РФП на основе Тс-99m. Тс-99m получают из радиоизотопного генератора ⁹⁹Mo/^99mTc.

1. Ядерно-физические характеристики технеция-99m

Ядерно-физические характеристики Тс-99m делают его идеальным радионуклидом для диагностики: Тс-99m испускает моноэнергетическое гамма- излучение (0,1405 Мэв) практически несопровождаемое эмиссией альфа и бета частиц, которые могут вызвать высокую радиационную дозу облучения пациентов. Период полураспада Тс-99m – 6,02 часа, поэтому пациенту могут быть даны относительно большие активности (740- 1110 МБк) без высокой радиационной нагрузки. Тс-99m является продуктом распада Мо-99:

.

Схема распада молибдена-99 представлена на рис. 1.1.

Рис.1.1. Схема распада ⁹⁹Мо

2. Конструкция генератора 99Mo/99mTc

По конструкции генераторы технеция разделяют на:

1. Одноигольчатые – имеющие мокрую колонку. В генераторах с этой конструкцией для получения элюата требуется установить только медицинский контейнер с вакуумированным флаконом, это просто и удобно. Однако, данная конструкция имеет недостатки:

• необходимо визуально следить за уровнем элюата в вакуумированном флаконе, при этом дозовая нагрузка на глаза резко возрастает, а для хрусталика глаза взвешивающий коэффициент ионизирующего излучения один из самых больших, и соответственно вызывает большую вероятность возникновения стахостических эффектов в будущем;

• колонка постоянно находится «мокрой». При большой (начальной) активности генератора происходит радиолиз воды и, как следствие, восстановление технеция-99m ионами водорода и снижение его выхода. Дополнительно образуется перекись водорода. Этот нежелательный эффект устраняют с помощью оксида марганца в колонке. Однако при взаимодействии оксида марганца с перекисью возможно образование и переход в элюат ионов Мn²⁺;

• в мокрой колонке возможна десорбция с колонки примесных продуктов деления урана-235 (цирконий-95, йод-131, цезий-134, серебро-110m и др.) и их концентрирование во времени, особенно в течение транспортирования. Поэтому элюаты на первый день поставки использовать не рекомендуется.

На Западе генераторы с мокрой колонкой популярностью не пользуются. Таким образом, в мокром генераторе качество элюата хуже.

2. Двухигольчатые – имеющие сухую колонку. В конструкции генератора предусмотрено так, что на одинарную иглу накалывается вакуумированный флакон в защитном медицинском контейнере, а на двойную иглу - флакон с физраствором. При этом одна из этих спаренных игл подсоединена к выходу колонки (снизу), а вторая к воздушному фильтру. При каждом элюировании колонка просушивается за счет остаточного вакуума во флаконе.

Данный тип генератора требует от потребителя обязательной установки двух флаконов при элюировании, но снижает дозовую нагрузку на персонал, объем элюата фиксированный, но может быть уменьшен путем более раннего снятия вакуумированного флакона, при этом о набранном объеме судят по количеству раствора, оставшегося во флаконе для элюента.