บาคาร่าเว็บตรง Edward Mausolf และ Erik Johnstone หุ้นส่วนที่ Innovative Fuel Solutions LLC กำหนดวิสัยทัศน์ให้เป็นหนึ่งในความจำเป็น 10 ปีที่แล้ว พวกเขาอยู่ในบัณฑิตวิทยาลัยกลายเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเคมีเทคนีเชียม และในขณะที่พวกเขาศึกษาว่าไอโซโทปของเทคนีเชียมสามารถผลิตและแยกออกได้อย่างไร พวกเขาตระหนักว่ามีปัญหาในห่วงโซ่อุปทานของเทคนีเชียมที่อุตสาหกรรม
จะต้องเผชิญต่อไป เว้นแต่จะมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่
Technetium-99m (Tc-99m) ซึ่งเป็นไอโซโทปเดียวที่ใช้มากที่สุดสำหรับขั้นตอนการสร้างภาพเพื่อการวินิจฉัยนิวเคลียร์ โดยทั่วไปจะผลิตจากโมลิบดีนัม-99 (Mo-99) โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถผลิต Mo-99/Tc-99m ได้เนื่องจากครึ่งชีวิตทางกายภาพค่อนข้างสั้น (ระยะเวลาที่ไอโซโทปใช้ในการสลายตัวให้เหลือครึ่งหนึ่งของกิจกรรมเริ่มต้น) แต่ต้องผลิตและจำหน่ายอย่างต่อเนื่องแทน ปัญหาอื่นๆ เช่น โครงสร้างพื้นฐานของเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ที่เสื่อมสภาพและความต้องการไอโซโทปรังสีที่เพิ่มขึ้น มีส่วนทำให้เกิดการหยุดชะงักที่สำคัญหลายครั้งในห่วงโซ่อุปทาน Mo-99/Tc-99m ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา
พูดง่ายๆ ก็คือ จำเป็นต้องมีวิธีการใหม่ที่สามารถผลิตไอโซโทปรังสีของเทคนีเชียมได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นและมีของเสียน้อยลง
Mausolf และ Johnstone ได้คิดค้นวิธีการที่อาศัยเครื่องกำเนิดนิวตรอนดิวเทอเรียม–ดิวเทอเรียมเพื่อผลิตไอโซโทปรังสีของเทคนีเชียม แนวทางของพวกเขาสามารถแก้ปัญหาห่วงโซ่อุปทานและโครงสร้างพื้นฐานได้อย่างปลอดภัย โดยนำการผลิต Tc-99m และไอโซโทปรังสี Tc-101
ที่ก่อนหน้านี้ใช้ไม่ได้ประโยชน์มาใกล้เตียงผู้ป่วยมากขึ้น
ในขณะเดียวกันก็สร้างของเสียน้อยลงและใช้ทรัพยากรน้อยลง ผลการทดลองครั้งแรกซึ่งรายงานในวารสารPharmaceuticalsยังแนะนำว่า Tc-101 ซึ่งมักถูกพิจารณาว่าเป็นสิ่งเจือปน อาจมีประโยชน์ในการประยุกต์ใช้การถ่ายภาพทางการแพทย์และการบำบัด
การผลิตไอโซโทปของเทคนีเชียมด้วยเครื่องกำเนิดนิวตรอน
“เราตระหนักว่าอาจมีการคิดนอกกรอบเพื่อหาวิธีเพิ่มผลผลิต แทนที่จะมีกองขนาดใหญ่ ให้ใช้อัตราส่วนไอโซโทปที่แตกต่างกันของเทคนีเชียม เพื่อสร้างความแตกต่างของความไร้ประสิทธิภาพของห่วงโซ่อุปทานในปัจจุบัน” Mausolf กล่าว “และเครื่องกำเนิดนิวตรอนก็สมเหตุสมผลเพราะคุณไม่มีของเสียจากฟิชชันที่มีอายุยืนยาว”
เครื่องกำเนิดนิวตรอนดิวเทอเรียม–ดิวเทอเรียมสร้างรังสีนิวตรอนโดยการชนไอโซโทปของไฮโดรเจนที่เรียกว่าดิวเทอเรียม เมื่ออะตอมของดิวเทอเรียมสองอะตอมชนกันในปฏิกิริยาฟิวชัน พวกมันจะสร้างนิวตรอนอิสระที่สามารถชนกับเป้าหมายของโมลิบดีนัมเพื่อผลิตไอโซโทปของเทคนีเชียม เมื่อนิวตรอนโจมตีเป้าหมายโมลิบดีนัม Tc-101 จะถูกผลิตขึ้นพร้อมกับ Tc-99m และ Johnstone และ Mausolf ก็ต้องการให้ Tc-101 ทำงาน แม้ว่าค่าครึ่งชีวิตจะอยู่ที่ 14.22 นาที แต่ Tc-101 จะผลิตรังสีเบตา (487 keV, 90.3%) และรังสีแกมมา (307 keV, 89.4%) เมื่อสลายตัว สิ่งเหล่านี้สามารถถูกควบคุมสำหรับแอพพลิเคชั่นการรักษาและการถ่ายภาพ
“เราเชื่อว่าการผลิตไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีขนาดเล็กใกล้กับจุดใช้งานอาจเป็นหนทางข้างหน้าได้ เพราะช่วยหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการขนส่งผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวเร็วด้วยค่าครึ่งชีวิตที่วัดเป็นชั่วโมงทั่วประเทศหรือแม้แต่ในต่างประเทศ” จอห์นสโตนกล่าวเสริม “คุณลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งของการวิจัยของเราคือการระบุการผลิตหรือการแยกตัวของ Tc-101
ซึ่งเรามองว่าเป็นไอโซโทปของเทคนีเชียมที่มีอายุสั้นซึ่งไม่ได้กล่าวถึงในวรรณคดี
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าค่าครึ่งชีวิตทางกายภาพที่สั้นของ Tc-101 ไม่ควรเป็นอุปสรรคต่อการพิจารณาการประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ เพราะไอโซโทปอื่นๆ ที่มีครึ่งชีวิตสั้นกว่านั้น เช่น ออกซิเจน -15 ซึ่งมีครึ่งชีวิตเพียง 2 นาทีเท่านั้นคือ ใช้กันอย่างแพร่หลาย
Mausolf และ Johnstone กล่าวว่าความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดที่พวกเขาเผชิญคือการปรับการผลิต Tc-101 ให้เหมาะสมจากนิวตรอนที่ผลิตโดยใช้เครื่องกำเนิดนิวตรอนดิวเทอเรียม–ดิวเทอเรียม เมื่อเทียบกับเครื่องกำเนิดนิวตรอนดิวเทอเรียม–ไอโซโทป (ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า แต่ต้องการการป้องกันที่เพิ่มขึ้นและภาระด้านกฎระเบียบเนื่องจากกัมมันตภาพรังสีของทริเทียม) เครื่องกำเนิดนิวตรอนดิวเทอเรียม–ดิวเทอเรียมมักจะผลิตนิวตรอนน้อยลงซึ่งมีพลังงานต่ำกว่าด้วย ซึ่งจะช่วยลดปริมาณของไอโซโทปรังสีที่ สามารถผลิตได้ ด้วยเป้าหมายในการเพิ่มผลผลิต Tc-101 นักวิทยาศาสตร์จึงร่วมมือกับ David Williams ที่Adelphi Technology พวกเขาร่วมกันคิดค้นและผสมผสานกระบวนการแยกที่เหมาะสมกับเครื่องกำเนิดนิวตรอนดิวเทอเรียม–ดิวเทอเรียมของอเดลฟี ซึ่งให้ผลผลิตนิวตรอนเกิน 10 พันล้านนิวตรอนต่อวินาที นิวตรอนที่ผลิตในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแล้วชนกับโมลิบดีนัม ซึ่งจะสลายตัวเป็น Tc-99m และ Tc-101 วัสดุที่ได้จะถูกสัมผัสกับถ่านกัมมันต์เพื่อแยกไอโซโทปของเทคนีเชียมออกจากโมลิบดีนัมที่มีกิจกรรมจำเพาะต่ำจำนวนมากที่เหลืออยู่
ด้วยระบบที่ปรับให้เหมาะสม “คุณมีช่วงเวลาสมดุลในการผลิตอยู่เสมอ” วิลเลียมส์กล่าว “คุณมีครึ่งชีวิตที่ไม่ใช่ครึ่งชีวิตเพราะมันถูกครอบงำโดยพ่อแม่ [โมลิบดีนัม]”
ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติมนักวิทยาศาสตร์ได้ประเมินผลผลิตของ Tc-99m และ Tc-101 ที่ผลิตด้วยวิธีนี้ และเปรียบเทียบผลผลิตกับผลผลิตจากระบบดิวเทอเรียม–ไอโซโทปเช่นเดียวกับเป้าหมายโมลิบดีนัมธรรมชาติและเสริมสมรรถนะ และถึงแม้ว่าจุดประสงค์ของพวกเขาไม่ใช่เพื่อระบุการใช้งานเฉพาะใดๆ ของ Tc-101 พวกเขายังพิจารณาผลกระทบของการผลิตไอโซโทปจากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อม การเงิน กฎระเบียบ และทางคลินิก
Natalia Mayordomo นักวิทยาศาสตร์จากสถาบัน HZDR Institute of Resource Ecologyซึ่งเป็นที่ปรึกษาในการศึกษานี้ ตั้งข้อสังเกตว่าเนื่องจากครึ่งชีวิตสั้นทางกายภาพและทางชีววิทยาของ Tc-101 และผลิตภัณฑ์ลูกที่เสถียรคือ ruthenium-101 ปริมาณของสารกัมมันตภาพรังสีที่เข้ามา สิ่งแวดล้อมผ่านของเสียของมนุษย์จะน้อยกว่าไอโซโทปรังสีที่มีสภาพพื้นดินที่มีอายุยืนยาวหรือผลิตภัณฑ์ที่เน่าเปื่อย บาคาร่าเว็บตรง
