JOLI
Páginas: 12 (2766 palabras)
Publicado: 2 de febrero de 2014
TEMA 3: GENERADORES
0.- INTRODUCCIÓN
La obtención de los distintos isótopos que se utilizarán para la preparación del radiofármaco en
MN, puede realizarse por distintos métodos. Entre ellos estudiaremos tres:
- Reactor nuclear.
- Ciclotrón.
- Sistemas generadores (Decay): generador 99Mo-99mTc, y otros
1.- REACTOR NUCLEAR: pueden darse dos procesos
a) Fisión nuclear
Está compuestode dos elementos principales:
- Combustible, formado por múltiples barras de material fisionable.
- Elemento moderador, compuesto de barras de material inerte intercaladas con las anteriores.
Durante la reacción de fisión, el núcleo de un elemento químico de masa atómica elevada,
(como el
235
U,
237
U ,
237
Pu ,
232
Th) se convierte en inestable al ser irradiado conneutrones
lentos o térmicos (0,003 – 100 eV) y a continuación se rompe dando lugar a la aparición de
dos núcleos menos pesados de peso atómico similar, liberando neutrones y, secundariamente,
calor. El calor procede de la absorción de neutrones de baja energía en el moderador, siendo la
235
236
99
Ejemplo: 𝑈92 + 𝑛1 → 𝑈92 → 𝑀𝑜42 + 𝑆𝑛133 + 4𝑛1
0
0
50
energía utilizada en este tipo deinstalaciones para obtener electricidad.
Como se observa, esta reacción produce neutrones, los cuales pueden ser absorbidos por
otros núcleos pesados, y continuar el proceso de fisión, dando una reacción en cadena.
Los núclidos obtenidos son sometidos a un proceso de purificación para obtener un único
radionúclido de la mezcla de productos. El proceso de fisión proporciona una alta actividadespecífica de la muestra, debido a la ausencia de isótopo no radiactivo del mismo elemento.
Los productos de fisión son ricos en neutrones que se desintegran por emisión
β- , por lo que
son poco útiles para obtener imágenes, pero interesantes desde el punto de vista terapéutico.
b) Captura neutrónica
Parte de estos neutrones lentos obtenidos pueden ser captados dentro del núcleo deotro
elemento utilizado como "diana", originando nuevos Radionúclidos (RN) y emitiendo
radiación gamma (captura neutrónica o activación neutrónica). Igualmente pueden aparecer
elementos nuevos que procedan directamente de la desintegración del combustible.
Este proceso presenta una actividad específica muy baja: el radionúclido producido es un
isótopo del material del “blanco”, por ello en lamuestra obtenida tenemos tanto átomos
estables como inestables del mismo RN (difíciles de separar).
n
Ejemplo:
98
+
Mo
→
99
Mo
+
γ
Entre los RN obtenidos en reactor los más utilizados en MN son
todo, el
131
99
Mo,
51
Cr,
133
Xe, y sobre
I.
2.- CICLOTRÓN (acelerador de partículas cíclico)
El ciclotrón es un dispositivo complejo que seutiliza para conseguir la aceleración de algunas
partículas atómicas (protón, neutrón) a velocidades elevadas (1 – 100 MeV). Posteriormente, la
partícula es extraída del dispositivo acelerador y se la hace incidir sobre una determinada
diana, dando lugar en la misma a una reacción nuclear con la aparición de un RN nuevo.
Generalmente, las partículas que se aceleran son protones obtenidos de unplasma
de
hidrógeno que se encuentra en el centro del ciclotrón, mediante un campo magnético potente.
El mecanismo de
aceleración ocurre a la entrada y salida de dos electroimanes que
producen un movimiento
espiral, aumentando la velocidad al aumentar el radio. Tras unos
cientos de vueltas, son extraídas por el deflector electrostático (es una ventana con un potente
electrodonegativo que logra curvar la trayectoria de
la partícula), dirigiéndola hacia la
diana a bombardear. Todo el sistema se encuentra confinado en una cámara de alto voltaje.
Ejemplo:
p +
Zn →
68
67
Ga
+ 2n
Por este método se obtienen los RN utilizados en el PET (
11
C,
13
N,
15
0,
18
F), emisores de
positrones y de periodo de semidesintegración...
0.- INTRODUCCIÓN
La obtención de los distintos isótopos que se utilizarán para la preparación del radiofármaco en
MN, puede realizarse por distintos métodos. Entre ellos estudiaremos tres:
- Reactor nuclear.
- Ciclotrón.
- Sistemas generadores (Decay): generador 99Mo-99mTc, y otros
1.- REACTOR NUCLEAR: pueden darse dos procesos
a) Fisión nuclear
Está compuestode dos elementos principales:
- Combustible, formado por múltiples barras de material fisionable.
- Elemento moderador, compuesto de barras de material inerte intercaladas con las anteriores.
Durante la reacción de fisión, el núcleo de un elemento químico de masa atómica elevada,
(como el
235
U,
237
U ,
237
Pu ,
232
Th) se convierte en inestable al ser irradiado conneutrones
lentos o térmicos (0,003 – 100 eV) y a continuación se rompe dando lugar a la aparición de
dos núcleos menos pesados de peso atómico similar, liberando neutrones y, secundariamente,
calor. El calor procede de la absorción de neutrones de baja energía en el moderador, siendo la
235
236
99
Ejemplo: 𝑈92 + 𝑛1 → 𝑈92 → 𝑀𝑜42 + 𝑆𝑛133 + 4𝑛1
0
0
50
energía utilizada en este tipo deinstalaciones para obtener electricidad.
Como se observa, esta reacción produce neutrones, los cuales pueden ser absorbidos por
otros núcleos pesados, y continuar el proceso de fisión, dando una reacción en cadena.
Los núclidos obtenidos son sometidos a un proceso de purificación para obtener un único
radionúclido de la mezcla de productos. El proceso de fisión proporciona una alta actividadespecífica de la muestra, debido a la ausencia de isótopo no radiactivo del mismo elemento.
Los productos de fisión son ricos en neutrones que se desintegran por emisión
β- , por lo que
son poco útiles para obtener imágenes, pero interesantes desde el punto de vista terapéutico.
b) Captura neutrónica
Parte de estos neutrones lentos obtenidos pueden ser captados dentro del núcleo deotro
elemento utilizado como "diana", originando nuevos Radionúclidos (RN) y emitiendo
radiación gamma (captura neutrónica o activación neutrónica). Igualmente pueden aparecer
elementos nuevos que procedan directamente de la desintegración del combustible.
Este proceso presenta una actividad específica muy baja: el radionúclido producido es un
isótopo del material del “blanco”, por ello en lamuestra obtenida tenemos tanto átomos
estables como inestables del mismo RN (difíciles de separar).
n
Ejemplo:
98
+
Mo
→
99
Mo
+
γ
Entre los RN obtenidos en reactor los más utilizados en MN son
todo, el
131
99
Mo,
51
Cr,
133
Xe, y sobre
I.
2.- CICLOTRÓN (acelerador de partículas cíclico)
El ciclotrón es un dispositivo complejo que seutiliza para conseguir la aceleración de algunas
partículas atómicas (protón, neutrón) a velocidades elevadas (1 – 100 MeV). Posteriormente, la
partícula es extraída del dispositivo acelerador y se la hace incidir sobre una determinada
diana, dando lugar en la misma a una reacción nuclear con la aparición de un RN nuevo.
Generalmente, las partículas que se aceleran son protones obtenidos de unplasma
de
hidrógeno que se encuentra en el centro del ciclotrón, mediante un campo magnético potente.
El mecanismo de
aceleración ocurre a la entrada y salida de dos electroimanes que
producen un movimiento
espiral, aumentando la velocidad al aumentar el radio. Tras unos
cientos de vueltas, son extraídas por el deflector electrostático (es una ventana con un potente
electrodonegativo que logra curvar la trayectoria de
la partícula), dirigiéndola hacia la
diana a bombardear. Todo el sistema se encuentra confinado en una cámara de alto voltaje.
Ejemplo:
p +
Zn →
68
67
Ga
+ 2n
Por este método se obtienen los RN utilizados en el PET (
11
C,
13
N,
15
0,
18
F), emisores de
positrones y de periodo de semidesintegración...
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