stringtranslate.com

Тулий-170

Тулий-170 ( 170Tm или Tm -170 ) — радиоактивный изотоп тулия , предложенный для использования в радиотерапии и в радиоизотопных термоэлектрических генераторах .

Характеристики

Тулий-170 имеет энергию связи8 105 .5144(43) кэВ на нуклон и период полураспада128,6 ± 0,3 дня . Он распадается путем β − распада до 170 Yb примерно в 99,869% случаев и путем захвата электронов до 170 Er примерно в 0,131% случаев. [1] Около 18,1% β − распадов заселяют узкое возбужденное состояние 170 Yb при84,254 74 (8) кэВ ( t 1/2 = 1,61 ± 0,02 нс ), и это основное рентгеновское излучение от 170 Tm; более низкие полосы также производятся посредством рентгеновской флуоресценции при 7,42, 51,354, 52,389, 59,159, 59,383 и 60,962 кэВ. [2] [3]

Основное состояние тулия-170 имеет спин 1 − . Радиус заряда равен5,2303(36)  Фм , магнитный момент равен0,2458(17)  мкН , а электрический квадрупольный момент равен0,72(5)  е ⋅ б . [4]

Предлагаемые приложения

Как редкоземельный элемент , тулий-170 может использоваться в виде чистого металла или гидрида тулия, но чаще всего оксида тулия из-за тугоплавких свойств этого соединения. [5] [6] Изотоп может быть получен в реакторе средней мощности путем нейтронного облучения природного тулия, который имеет высокое сечение захвата нейтронов103 амбара . [3] [6]

Лекарство

В 1953 году Исследовательский центр по атомной энергии представил тулий-170 в качестве кандидата для радиографии в медицинских и сталелитейных контекстах, [7] но это было признано неподходящим из-за преобладающего высокоэнергетического тормозного излучения, плохих результатов на тонких образцах и длительного времени экспозиции. [8] Однако 170Tm был предложен для радиотерапии , поскольку изотоп легко подготовить в биосовместимой форме, а низкоэнергетическое излучение может избирательно облучать больные ткани, не вызывая сопутствующего ущерба. [3] [9]

Радиотермический генератор

Как оксид ( Tm2O3 ) , тулий-170 был предложен в качестве радиотермического источника , поскольку он безопаснее, дешевле и экологичнее, чем обычно используемые изотопы, такие как плутоний-238 . [10] [11] Тепловыделение от источника 170Tm изначально намного больше, чем от источника 238Pu относительно массы, но оно быстро снижается из-за его более короткого периода полураспада. [6]

Ссылки

  1. ^ abcde Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "Оценка ядерных свойств NUBASE2020" (PDF) . Chinese Physics C. 45 ( 3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ^ abcd "NuDat 3". www.nndc.bnl.gov .
  3. ^ abcd Поляк, Андрас; Дас, Тапас; Чакраборти, Судипта; Кирали, Река; Дабаси, Габриэлла; Джоба, Роберт Питер; Якаб, Чаба; Туроци, Джулианна; Постеньи, Зита; Хаас, Вероника; Яноки, Гергели; Джаноки, Гёзо А.; Пиллаи, Марур Р.А.; Балог, Лайош (октябрь 2014 г.). «Микрочастицы, меченные тулием-170, для местной лучевой терапии: предварительные исследования». Биотерапия рака и радиофармацевтические препараты . 29 (8): 330–338. дои : 10.1089/cbr.2014.1680. ISSN  1084-9785. PMID  25226213 — через Academia.edu .
  4. ^ Мерцимекис, Тео Дж. «NUMOR | Ядерные моменты и радиусы | Афинский университет | с 2007 г.». magneticmoments.info . Получено 12 ноября 2023 г.
  5. ^ аб Уолтер, CE; Ван Кониненбург, Р.; ВанСант, Дж. Х. (6 сентября 1990 г.). «Источник тепла Тулий-170». дои : 10.2172/10156110. ОСТИ  10156110.
  6. ^ abcd Дастин, Дж. Сет; Боррелли, РА (декабрь 2021 г.). «Оценка альтернативных радионуклидов для использования в радиоизотопном термоэлектрическом генераторе». Ядерная инженерия и проектирование . 385 : 111475. doi : 10.1016/j.nucengdes.2021.111475 . S2CID  240476644.
  7. ^ Хилбиш, Теодор Ф. (ноябрь 1954 г.). «Развитие диагностической радиологии». Public Health Reports . 69 (11): 1017–1027. doi :10.2307/4588947. ISSN  0094-6214. JSTOR  4588947. PMC 2024396. PMID  13215708 . 
  8. ^ ab Halmshaw, Ronald (1995). Промышленная радиология: теория и практика (2-е изд.). Лондон: Chapman & Hall. стр. 59–60. ISBN 0412627809.
  9. ^ ab Vats, Kusum; Das, Tapas; Sarma, Haladhar D.; Banerjee, Sharmila; Pillai, Mra (декабрь 2013 г.). «Радиометка, исследования стабильности и фармакокинетическая оценка ациклических и циклических полиаминополифосфоновых кислот, меченных тулием-170» (PDF) . Биотерапия рака и радиофармацевтические препараты . 28 (10): 737–745. doi :10.1089/cbr.2013.1475. ISSN  1084-9785. PMID  23931111. Архивировано из оригинала (PDF) 2023-11-12.
  10. ^ ab Walter, CE (1 июля 1991 г.). «Инфраструктура для систем питания на основе изотопа тулия-170 для автономных подводных транспортных флотов». Национальная лаборатория Лоуренса в Ливерморе, Калифорния (США). OSTI  5491258.
  11. ^ Олдерман, Кэрол Дж. (1993). «Источники тепла на основе тулия для применения в космической энергетике». Труды конференции AIP . Том 271. С. 1085–1091. doi :10.1063/1.43194.