Tobiasz Zawistowski, student interdyscyplinarnych studiów doktoranckich RadFarm, buduje w Narodowym Centrum Badań Jądrowych eksperymentalne stanowisko do produkcji molibdenu-99 wiązką elektronów z akceleratora liniowego.
Molibden-99, ulegający rozpadowi jądrowemu do technetu-99m, to główny izotop stosowany w medycynie nuklearnej. Otrzymywany jest przede wszystkim w reaktorach jądrowych, takich jak polski reaktor badawczy MARIA w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Otwocku-Świerku. Produkcja tego izotopu w reaktorach jądrowych ma jednak istotne ograniczenia, dlatego naukowcy poszukują nowych sposobów efektywnego wytwarzania molibdenu-99, na przykład wykorzystując do tego akceleratory.
– Kluczową z punktu widzenia pracy reakcją jądrową, prowadzącą do powstawania molibdenu-99, jest emisja neutronu przez jądro molibdenu-100 zawartego w materiale tarczowym, wymuszona wysokoenergetycznym fotonem uderzającym tarczę. Wiązka fotonów niezbędna do zajścia tej reakcji jądrowej, wytwarzana jest w wyniku hamowania pierwotnie przyspieszonych w akceleratorze elektronów, na jądrach atomowych tarczy konwersji wykonanej z np. tantalu lub wolframu – tłumaczy Zawistowski, który miał możliwość prowadzić badania w Canadian Light Source. W ośrodku tym badaniem akceleratorowej metody pozyskiwania molibdenu-99 zajmują się od lat. Akcelerator liniowy CLS znajduje się w podziemnym bunkrze. Otaczają go tony betonu i ołowiu, a także płyty polietylenowe, chroniące badaczy przed promieniowaniem.
Wyjazd stażowy, wspierany ze środków RadFarm, umożliwił polskiemu doktorantowi uczestnictwo w eksperymencie przeprowadzonym w CLS w ramach projektu IAEA. Brali w nim udział także badacze z NECSA z Republiki Południowej Afryki. Polegał on na zbadaniu możliwości uzyskiwania wysokiej aktywności właściwej materiału zawierającego molibden-99. Doświadczenia w prowadzeniu rzeczywistego procesu produkcji molibdenu-99 w akceleratorze liniowym młody badacz zamierza wykorzystać w planowaniu eksperymentów w NCBJ.
– W eksperymencie przeprowadzonym w CLS naświetlanie tarczy zawierającej molibden-100 odbywało się w liniowym akceleratorze elektronów o energii wiązki 35 MeV – wyjaśnia Zawistowski. – W NCBJ budowany jest obecnie akcelerator o energii 30 MeV, a więc podobny do dostępnego w laboratorium CLS. Głównie z pomocą polskiego urządzenia zamierzam wykonać eksperymentalną część swojej pracy.
Naukowcy opracowują jeszcze uzyskane dane, więc na ewentualną publikację wyników trzeba jeszcze poczekać. Wstępne wyniki badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół wskazują, że zastosowana metoda działa i możliwe będzie wykorzystanie jej w przypadku czasowego zmniejszenia produkcji w reaktorach – taka sytuacja miała już miejsce w 2008 roku. Akceleratorowa metoda produkcji molibdenu zastosowana na większą skalę może też okazać się tańsza. Generuje ona także mniej odpadów radioaktywnych.
źródło: NCBJ