بهینه‌سازی مدت‌زمان پرتودهی سریم طبیعی و خنک‌سازی آن به‌منظور تولید رادیونوکلئید جدید درمانی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه پرتوپزشکی، دانشکده مهندسی هسته‌ای، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران

چکیده

استفاده از رادیوداروها برای درمان، تسکین و کنترل بعضی از بیماری‌ها در پزشکی هسته‌ای از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. انتخاب رادیونوکلئید برای کاربردهای درمانی به عوامل مختلفی ازجمله نیمه‌عمر، اکتیویته ویژه، نوع و انرژی پرتوی ساطع‌شده از آن، بستگی دارد. پرازئودیمیوم-143 یک رادیونوکلئید با نیمه‌عمر بلند و گسیلنده ذره بتای خالص است. این رادیونوکلئید خصوصیات مطلوب هسته‏ای جهت کاربـردهای درمانی در پزشکی هسته‏ای دارد و می‌توان آن را به‌روش غیرمستقیم و از پرتودهی سریم طبیعی تولیـد کـرد. در این تحقیق تولیـد Pr-143 بـه دو روش محاسباتی و تجربی مورد ارزیابی قرار گرفت. مدت‌زمان پرتودهی بهینه و مدت‌زمان بهینه پس از پرتودهی از طریق حل هم‌زمان معادله‌های دیفرانسیلی زنجیره‌های واپاشی برای هدف سریم طبیعی به‌دست آمد. نتایج نشان داد که مدت‌زمان پرتودهی بهینه، 5 روز و مدت‌زمان خنک‌سازی 4 روز می‌باشد. با توجه به اختلاف نسبی 6/4 درصدی بین نتایج تجربی و محاسباتی، اندازه‌گیری تجربی اکتیویته با نتایج محاسباتی سازگاری خوبی دارند و می‌توان نتیجه گرفت که برای تولید بیشینه اکتیویته رعایت شرایط فوق مهم است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimization of natural cerium irradiation time and cooling time to produce new therapeutic radionuclide

نویسندگان [English]

  • Parisa Tahavori 1
  • Hassan Ranjbar 2
  • Seyed Mahmood Reza Aghamiri 1
  • Simindokht Shirvani 2
چکیده [English]

The use of radiopharmaceuticals to treat, palliate and control some diseases is very important in nuclear medicine. The choice of radionuclide for therapeutic applications depends on various factors such as half-life, specific activity, its type and energy. Praseodymium-143 is a radionuclide with a long half-life and the emitting of pure beta particles, a radionuclide with desirable nuclear properties for therapeutic applications in nuclear medicine, which can be produced indirectly by neutron irradiation of natural cerium. In this study, the production of Pr-143 was evaluated by both computational and experimental methods. The optimal irradiation time and the optimal post-irradiation time were obtained by simultaneously solving the differential equations of the decay chains for natural cerium target. The results showed that the optimal irradiation time is 5 days and the cooling time is 4 days. According to the relative difference of 4.6% between the experimental and computational results, the experimental measurement of activity shows good agreement with the computational results and it can be concluded that the above conditions are important for the production of maximum radioactivity.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural cerium
  • Praseodymium-143
  • Neutron irradiation
  • Therapeutic radioisotope
  • Tehran research reactor
[1] International Atomic Energy Agency, Vienna (Austria). Therapeutic applications of radiopharmaceuticals Proceedings of an international seminar (IAEA-TECDOC--1228). International Atomic Energy Agency (IAEA) (2001).
[2] سالک، نفیسه. وثوقی، سارا. بهرامی سامانی، علی. محاسبات تولید مولد درون‌تنی 166Dy/166Ho به‌روش پرتودهی نوترونی در راکتور تحقیقاتی تهران. مجله سنجش و ایمنی پرتو. دوره8 شماره 6 (۱۳۹۹) 53-62.
[3] شریفی، مهدی. یوسف نیا، حسن. بهرامی سامانی، علی. جلیلیان، امیررضا. ذوالقدری، سمانه. قنادی مراغه، محمد. مطالعه ی نظری و تجربی تولید رادیونوکلئید درمانی تربیم-161 در رآکتور تحقیقاتی تهران، مجله علوم و فنـون هسته ای.دوره 35 شـماره 4 (1393) 37-44.
[4] حسینی، سیداحسان. قنادی مراغه، محمد. بهرامی سامانی، علی. شیروانی، سیمیندخت. صالحی، حجت‌اله. امکان‌سنجی تولید رادیونوکلئید صنعتی پرومتیم-147 به روش پرتودهی نوترونی نئودیمیم در رآکتور تحقیقاتی تهران. مجله علوم و فنون هسته ای، دوره 91 شماره 4 (1399) 25-31.
[5] Z. Pourhabib, H. Ranjbar, A. Bahrami Samani, A.A. Shokri. Optimization of natural rhenium irradiation time to produce compositional radiopharmaceutical. Iranian Journal of Medical Physics 16 (2019) 362-367.
[6] Z. Pourhabib, H. Ranjbar, A. Bahrami Samani, A.A. Shokri. Experimental and theoretical study of rhenium radioisotopes production for manufacturing of new compositional radiopharmaceuticals. Applied Radiation and Isotopes 145 (2019) 176-179.
[7] K.V. Vimalnath, M.K. Das, M. Venkatesh, N. Ramamoorthy. Prospects and problems in the production of 143Pr for radionuclide therapy applications. Radiochimica Acta 93 (2005) 419-426.
[8] T. Ishimori, Y. Kobayashi. Praseodymium-143 from neutron-irradiated uranium. Journal of Nuclear Science and Technology. 2(5) (1965) 181-182.
[9] H. Bateman. The solution of a system of differential equations occurring in the theory of radioactive transformations. Proc. Cambridge Phil. Soc. 15 (1908) 423-427.
[10] Evaluated Nuclear Data File (ENDF), https://www-nds.iaea.org/exfor/endf.htm.