Синтетический радиоизотоп — это радионуклид , который не встречается в природе: не существует естественного процесса или механизма, который его производит, или он настолько нестабильен, что распадается за очень короткий период времени. Примеры включают технеций -99 и прометий -146. Многие из них находятся в отработавших ядерных топливных сборках и извлекаются из них. Некоторые из них должны производиться в ускорителях частиц . [1]
Некоторые синтетические радиоизотопы извлекаются из отработанных топливных стержней ядерных реакторов , содержащих различные продукты деления . Например, по оценкам, до 1994 года в ядерных реакторах было произведено около 49 000 терабеккерелей (78 метрических тонн ) технеция ; как таковой, антропогенный технеций гораздо более распространен, чем технеций, полученный в результате естественной радиоактивности. [2]
Некоторые синтетические изотопы производятся в значительных количествах путем деления, но еще не утилизируются. Другие изотопы производятся нейтронным облучением родительских изотопов в ядерном реакторе (например, технеций-97 можно получить нейтронным облучением рутения-96 ) или бомбардировкой родительских изотопов частицами высокой энергии из ускорителя частиц. [3] [4]
Многие изотопы, в том числе радиофармпрепараты , производятся на циклотронах . Например, синтетические фтор-18 и кислород-15 широко используются в позитронно-эмиссионной томографии . [5]
Большинство синтетических радиоизотопов имеют короткий период полураспада . Несмотря на опасность для здоровья, радиоактивные материалы имеют множество медицинских и промышленных применений.
Область ядерной медицины охватывает использование радиоизотопов для диагностики или лечения.
Радиоактивные индикаторные соединения — радиофармпрепараты — применяются для наблюдения за функцией различных органов и систем организма. В этих соединениях используется химический индикатор, который притягивается или концентрируется под действием изучаемой активности. Этот химический индикатор включает в себя короткоживущий радиоактивный изотоп, обычно тот, который испускает гамма-лучи , обладающие достаточной энергией, чтобы проходить через тело и улавливаться снаружи гамма-камерой для картирования концентраций. Гамма-камеры и другие подобные детекторы очень эффективны, а индикаторные соединения, как правило, очень эффективно концентрируются в интересующих областях, поэтому общее количество необходимого радиоактивного материала очень мало.
Метастабильный ядерный изомер технеций-99m представляет собой излучатель гамма-излучения, широко используемый в медицинской диагностике, поскольку он имеет короткий период полураспада (6 часов), но его можно легко получить в больнице с помощью генератора технеция-99m . Еженедельный мировой спрос на исходный изотоп молибден-99 в 2010 году составил 440 ТБк (12 000 Ки ), в основном обеспечиваяся за счет деления урана-235 . [6]
Несколько радиоизотопов и соединений используются для лечения , обычно путем доведения радиоактивного изотопа до высокой концентрации в организме рядом с определенным органом. Например, йод-131 используется для лечения некоторых заболеваний и опухолей щитовидной железы .
Радиоактивные выбросы альфа-частиц , бета-частиц и гамма-лучей промышленно полезны. Большинство их источников представляют собой синтетические радиоизотопы. Области использования включают нефтяную промышленность , промышленную рентгенографию , национальную безопасность , управление технологическими процессами , облучение пищевых продуктов и подземное обнаружение. [7] [8] [9]
{{cite web}}
: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)