Kā pārveidot elementus ar lāzera gaismu

Katru gadu ārsti visā pasaulē veic desmitiem miljonu procedūru, kas saistītas ar kodolmedicīnu. Visizplatītākais medicīniskais radioizotops ir tehnēcijs-99, ko izmanto aptuveni 30 miljonos procedūru gadā; tas ir 80 procenti no kopējā apjoma.

Tehnēcijs-99 ir īslaicīgs, tā pussabrukšanas periods ir tikai 6 stundas. Tāpēc slimnīcas to iegūst no ilgstošāka molibdēna-99 sabrukšanas. Tas, savukārt, jāizdara, bombardējot urānu-235 ar neitroniem un atdalot mo-99 no daudzajiem skaldīšanas produktiem.

Šī ir sarežģīta un bīstama procedūra, kas ir iespējama tikai nedaudzās kodoliekārtās visā pasaulē. Tas padara šo būtisko zāļu piegādi ļoti dārgu un ārkārtīgi trauslu.

Patiešām, kad 2009. gadā Ontārio, Kanādā, ārkārtas remonta dēļ tika slēgts Chalk River kodolreaktors, izrādījās, ka tas ražo lielu daļu no pasaules tehnēcija-99 piegādes. Rezultāts bija globāls deficīts, kas ilga vairākus mēnešus. Skaidrs, ka ir nepieciešami jauni piegādātāji.

Šodien Hiroyasu Ejiri no Osakas universitātes un S. Daté no Japānas Sinhrotrona starojuma pētniecības institūta saka, ka ir pilnīgi jauns veids, kā ražot kodolmedicīnu.

Ideja ir stimulēt kodolreakcijas, izmantojot spēcīgus lāzera starus. Noteiktā frekvencē šie stari izraisa kodola vardarbīgu rezonansi, izraisot kodolreakciju un efektīvi satricinot to. Un tā kā gandrīz visi fotoni izraisa reakciju, šis process var būt gandrīz 100% efektīvs.

Tā, piemēram, Ejiri un Daté saka, ka šī metode pārveido jodu-127 par medicīnisko izotopu jodu-126 ar 100% pārpilnību. Un tas var to paveikt ar ātrumu līdz 10^13 kodoliem sekundē.

Tam ir lielas priekšrocības salīdzinājumā ar pašreizējām metodēm. Pirmkārt, ir iespējams noregulēt gaismas frekvenci tā, lai tā izraisītu konkrētas reakcijas, ļaujot fiziķiem izvēlēties tieši to, ko viņi vēlas izveidot. Otrkārt, iegūtie paraugi ir salīdzinoši tīri. Un visbeidzot, šis paņēmiens rada maz nepatīkamu radioaktīvu blakusproduktu, ja tādi ir, un tāpēc ir videi draudzīgāks.

Protams, ir daži brīdinājumi: pareiza veida lāzera gaismas izveidošana ir sarežģīta. To var izdarīt, tikai atsitot fotonus no lielas enerģijas elektronu kūļa, kas cirkulē daļiņu paātrinātājā. Un vajadzīgā šāda elektronu stara intensitāte būtu iespējama tikai ar dārgu, pēc pasūtījuma izgatavotu, vēl tikai uzbūvējamu iekārtu.

Un, lai gan fotonukleārās reakcijas ir piemērotas visu veidu medicīnisko izotopu, piemēram, PET marķieru, piemēram, oglekļa-11, slāpekļa-13, skābekļa-15 un tā tālāk, iegūšanai, tās nav tik piemērotas tehnēcija-99 iegūšanai. svarīgākais radioizotops. Šajā gadījumā pārpilnība ir mazāka par 10 procentiem.

Tomēr Ejiri un Daté apgalvo, ka viņu metode nodrošina tikai dažādu veidu specifiskus/vēlamus izotopus ar lielu ražošanas ātrumu un augstu blīvumu pamata un lietišķajai zinātnei.

Tā kā medicīnisko radioizotopu piedāvājums ir tik trausls, šķiet, ka turpmākajos gados šādas idejas tiks ņemtas vērā.

Atsauce: arxiv.org/abs/1102.4451 : koherentas fotokodolu reakcijas izotopu transmutācijai

paslēpties