Р.А. Алиев - Физические основы производства радионуклидов (1133876)
Текст из файла
Физические основыпроизводства радионуклидовР.А. Алиев,НИИ Ядерной физики МГУЯдерные реакции• Резерфорд, 1911: 14N+4He17O+1Hсокращенная запись 14N(α,p) 17O• Ф. и И. Жолио-Кюри, 1934:27Al+4He30P+n или 27Al (α,n) 30PЛоуренс, 1931Типы ядерных реакцийЯдерная реакция – это процесс столкновения атомногоядра с частицей, другим ядром или взаимодействия сквантом электромагнитного излучения.••••••ТрансмутацияНеупругое рассеяниеУпругое рассеяниеТермоядерные реакцииДеление под действием нейтронов…Сечение ядерной реакцииСечение – это вероятность того, что система двухвзаимодействующих частиц перейдет в результатевзаимодействия из одного состояния в другое,«эффективная площадь» ядраN= N0nN0 – число частиц прошедших через единичную площадь, n –число ядер на этой площади, N – число взаимодействий1 барн=10-24см2Один барн примерно соответствует площади поперечногосечения ядра средних размеровНуклидная картаспонтанное делениеЭЗ, +гипотетические ядралиния стабильностиZ-NRu 94 Ru 95 Ru 96 Ru 97 Ru 98 Ru 99 Ru 100 Ru 101 Ru 102 Ru 103 Ru 104 Ru 105 Ru 106 Ru 107Tc 93Tc 94Tc 95Tc 96Tc 97Tc 98Tc 99 Tc 100 Tc 101 Tc 102 Tc 103Mo 88 Mo 89 Mo 90 Mo 91 Mo 92 Mo 93 Mo 94 Mo 95 Mo 96 Mo 97 Mo 98 Mo 99 Mo 100 Mo 101 Mo 102 Mo 103Nb 90 Nb 91 Nb 92 Nb 93 Nb 94 Nb 95 Nb 96 Nb 97Ядерные превращенияРадиоактивный распадZЯдерные реакции-,3n,2n,nnp,np,d,n,np+ЭЗ,2n,nn,2n,pnd,Nn,спонтанное делениеЭЗ, +гипотетические ядралиния стабильностиZ-Nn,d,p,pn,pnn,pЭнергетика ядерных реакций• Величина Q (МэВ) – энергетический эффектреакции: Q=-931,5∆M, если масса уменьшается,энергия выделяется, Q>0, то есть принят знаквеличины, противоположный энергии химическихреакций• Эндотермическая реакция протекает только в томслучае, если налетающая частица имеет энергиюбольше некоторой минимальной величины,называемой порогом реакции.
Порог несколькобольше величины QM1 M 2Etr QM2Механизм реакции1i2Механизм реакции• при низких и средних энергиях налетающих частиц (< 100 МэВ)через образование составного ядра• Время жизни составного ядра оценивается в 10-14 с, >>, чемвремя, нужное нуклону, чтобы пройти расстояние, равноедиаметру ядра (10-20- 10-23 с)• реакции, идущие через образование составного ядра, можноподразделить на резонансные и нерезонансные• С ростом энергии возбуждения составного ядра энергетическиеуровни сливаются и квантовые эффекты не проявляются• Захват нейтронов низких энергий (эпитепловых) носитвыраженный резонансный характер• Захвату ядрами медленных положительно заряженных частицпрепятствует кулоновский барьерРезонансные процессы10B+α→[14N]*→13C+p14Eexc ( N), МэВ14,9114,7212,5pp13,2413,1612,69pp3p1 p211,61p010B+7,5513C+p014N13,514,014,515,015,53d /dW , мбарн/стерадиан13,7613,04,6722,1914,402,301,513,020100020003000Ekin ( ), кэВ400050006000Нерезонансные процессы• Испарительная модель: энергия, переданнаяядру, успевает перераспределиться междунуклонами, и если энергия какого-либонуклона превысит энергию связи, он покидаетядро• Если ядро по-прежнему имеет избытокэнергии, вылетает вторая частица и т.д.• Остаточная энергия возбуждения излучаетсяв виде γ-квантаРазличные каналы реакции69800Ge+n, мбарнGe+2nGa+pGe+3nGe*6004002006770GeGe67Ge68Ga67Ga65Zn686869690102068Ga+p+n66Zn+Ga+p+2n50800, мбарнGa+ +n40a)676830Энергия возбуждения, МэВ6004002000Соотношение продуктов реакцииопределяется энергией возбуждениясоставного ядра и не зависит от того,из каких компонентов оно получено10203040Энергия возбуждения, МэВб)50Реакции под действиемзаряженных частиц (функциявозбуждения)Потенциальная энергияEEпорEЭкзотермический процесс Эндотермический процессrРеакции под действиемзаряженных частиц (функциявозбуждения)(p,2n) (p,3n)100 0(p,n)Сечение, мбарн(p,4n)(p,5n)(p,6n)(p,7n)10 010010203040506070Энергия протонов, МэВ125Te(p,xn)125-xI8090100Реакции под действиемнейтронов• Преобладающим процессом в области низкихэнергий нейтронов является радиационный захват(n,γ)• сечение растет с уменьшением энергии как 1/v (неткулоновского барьера)• в области 0,5 эВ – 1000 эВ, наблюдаются максимумысечения, обусловленные резонансными эффектами• Сечения радиационного захвата тепловых иэпитепловых нейтронов могут быть очень большими,вплоть до 104-106 барн.• Сечения захвата быстрых (~ 1 МэВ) нейтронов частоблизки к геометрическому сечению ядраПроблема удельной активности•••••••130Te(n,γ)131Te(β)131I124Xe(n,γ)125Xe(EC)125I238U(n,2n)237U(β)237Np176Yb(n,γ)177Yb(β)177Lu32S(n,p)32P67Zn(n,p)67Cu89Y(n,p)89SrРеакции под действиемнейтроновСечение, барн1,0E+051,0E+031,0E+011,0E-011,0E-031,0E-051,0E-031,0E-011,0E+011,0E+03Энергия нейтрона, эВ176Lu(n,γ)177Lu1,0E+051,0E+071,0E+09Изотопные генераторы90Sr/90Y99Mo/99mTc82Sr/82Ru68Ge/68Ga225Ac/213BiТребования к радионуклидамдля диагностики• Подходящее гамма-излучение (100-250 кэВ)или испускание позитронов• Короткий период полураспада• Минимальная доза за счет других видовизлучения, отсутствие жестких гамма-линий• Для ПЭТ: высокий выход и низкая энергияпозитронов при распаде• Самые популярные: 99mTc, 123I, 111In 201Tl, 18FТребования к радионуклидамдля терапии• Бета или альфа-излучение• Короткий период полураспада• Минимальная доза за счет других видовизлучения, отсутствие жестких гаммалиний• Самые популярные: 90Y, 131I, 177Lu, 166HoРадионуклидная терапия50 мкм3,4 нмОжеF.
Buchegger, F. Perillo-Adamer, Y. M. Dupertuis, A. B. DelaloyeEur. J. Nucl. Med. 33, 2006, 1352A. I. Kassis.Int. J. Radiat. Biol., 2004, 80, 789–803Некоторые РФПPheHNCysPheTrpThrLysSOSONCysONYNThr(ol)ONOOOONONTcOSNOCOOHY - DOTATOCTc-MAG3НАПРАВЛЕННАЯ АЛЬФАТЕРАПИЯ (212Bi)Выживаемость1.00.80.620 мкКи0.40.20Контроль20406080СуткиMiao et al. Clin. Cancer Res. 2005. 11. 15. 5616-21.100120.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
