[发明专利]生产钼99的系统和方法

说明书

本发明提供了一种用于分离目标同位素的自动化方法，所述方法具有以下步骤：将溶解的铀靶供应到第一反应环境中；在所述第一反应环境内沉淀非目标同位素；将液相目标同位素转移到第二反应环境；在所述第二反应环境中沉淀所述液相目标同位素；溶解所述沉淀的目标同位素；将所述溶解的目标同位素转移到第三反应环境；以及沉淀非目标同位素(即碘)，使得所述目标同位素留存在溶液中。还提供了一种用于分离同位素的自动化系统，所述系统具有多个反应环境，适配成通过位于每个所述反应环境之间的远程致动阀气动地接收和排出反应物和产物。

发明的合同来源

本发明是在第DE-AC02-06CH11357号合同的政府支持下完成的，该合同由美国能源部授予阿贡国家实验室运营商UChicago Argonne，LLC。政府对本发明有一定的权利。

技术领域

本发明涉及简化医用同位素的生产，更具体地，本发明涉及用于使钼99的生产自动化的系统和方法。

背景技术

放射性同位素被广泛用于对身体有问题的区域(例如肿瘤部位和阻塞处)进行成像。同位素也被装载到媒介物(如支架)中，并放置在体内选定的部位，以对疾病(如癌症)进行局部治疗，这一过程被称为近距离放射疗法。

最重要的同位素，如钼99(Mo-99)、碘-131(I-131)和氙-133(Xe-133)，都是由粒子轰击铀靶产生的。同位素的一个特点是半衰期短，因此不会对邻近患病组织的其他健康组织带来辐射风险。通常，典型的半衰期(t_1/2)通常在1小时至180小时之间。

锝-99m(Tc-99m)是Mo-99的医用相关子体同位素，是短半衰期同位素之一。Mo-99的半衰期为66小时。虽然这种短半衰期保证了患者不会受到不必要的辐射，但这也意味着一旦从铀靶中分离出钼-99(和/或其子体同位素锝99)，就必须迅速利用。

Mo-99用作Tc-99m的生成器。由于Mo-99(t_1/2＝66小时)和Tc-99m(t_1/2＝6小时)的半衰期不同，这是可能的。

Mo-99的半衰期使生成器系统能够在全球范围内运输。然而，必须将其与生产靶(铀、Mo-100、Mo-98等)快速分离，因为生产后每小时损失1％的可用Mo-99。

一种此类分离方法是Cintichem流程，以纽约的Cintichem Facility命名。Cintichem对裂变Mo-99的纯化使用专门设计用于在热室中远程操作的玻璃制品，并且初始溶液量少(例如50mL)。Cintichem适用于高浓缩铀(HEU)和低浓缩铀(LEU)。

所述Cintichem流程由几个纯化步骤组成，特别注意去除放射性碘。初始溶液含有裂变产物，包括Mo-99和1M HNO₃，通常是通过用HNO₃消化HEU或LEU靶获得的。

所述Cintichem过程的一种关键试剂是α-安息香肟(ABO)。ABO能够从酸性条件(约1M HNO₃)中选择性沉淀钼，在所述酸性条件中，钼以钼基阳离子(MoO₂²⁺)的形式存在，以形成以下络合物：

最近，非临界溶液反应釜引起了人们的兴趣，其中标准固体铀靶被铀溶液(如硫酸铀酰)取代。对于固体靶，大多数碘以I₂的形式存在，并收集在碘捕集器中，但其他碘种类，如I^-、IO₃和IO₄，可能在裂变期间形成。LEU溶液的加速器驱动过程产生的碘形态预计与固体靶相似；然而，它们的分布将不同。