放射性核素的制备

近年来，正电子发射断层（PET）显像及PET药物在世界范围内得到了飞速的发展，正电子放射性核素需求量不断增加。

正电子放射性核素主要是由回旋加速器生产，从1930年Lawrence研制成功第一台回旋加速器以来，回旋加速器在数量和质量方面得到了很大的发展提高，为PET显像、PET药物及药物研究的蓬勃发展奠定了基础。

1 回旋加速器的工作原理1929年劳伦斯提出回旋加速器理论，次年第一台回旋加速器研制成功。

其基本原理是带电粒子在磁场中作圆周运动，采用交变电极的方法，使粒子在较低电压下通过多次加速获得很高的动能。

其工作原理示意图见图1。

待加速的正粒子或负粒子由离子源S产生，产生的各种带电粒子将向着带异种电荷的D型电极盒（如A）运动。

进入D 型电极盒A内的粒子不再受电场的影响，而垂直于D型电极盒A平面的磁场将迫使带电粒子在圆形轨道上运行，使其保持在一定轨道上运行。

当带电粒子到达电极盒A和B间隙时，电极盒的极性发生改变，粒子再次加速至另一电极盒B。

此时，带电粒子被加速、获得更大的能量并通过更大的轨道半径运行，射频震荡器将随着带电粒子通过电极间隙而相应调整D型电极盒的极性。

每当带电粒子穿过D型电极盒A、B间的间隙时，带电粒子将被加速一次获得更大的速度和能量，D型盒内的圆周运动半径也增大一次。

其能量增量ΔE 等于带电粒子电荷q 和A、B间间隙电位差UAB的积。

如果质量为M 的带电粒子，以速度V 在磁场强度H 的作用下，在D型电极盒内作粒子运行轨道半径为r的圆周运动，则洛仑磁力（HeV）等于离心力（MV2／r），即HeVEMV2／r。

这样，可推断被加速粒子能量E 为：EEMV2／2EH2e2r2／2M最后，当带电粒子加速到一定速度到达外围轨道时，粒子束被带相反电荷的偏转板（D）引出D型盒外，并通过靶窗W轰击靶材料生产放射性核素。

对于正离子加速器，加速束流由质子（H+）或氘正离子（D+）构成，这种束流由静电偏转板D 引出D型盒外，与靶碰撞产生所需要的核素。

简述钼锝母牛的工作原理和应用核医学科所用的放射性药物一般由两部分组成：即放射性核素和被标记物，二者都具有高度的亲和力。

放射性药物是指含有放射性核素、用于医学诊断或治疗的一类特殊制剂。

医用放射性核素的制备主要有三大来源：核反应堆制备、医用回旋加速器（cyclotron）制备及放射性核素发生器。

我刚才所说的“母牛”也就是指这里的放射性核素发生器，常用的发生器有99Mo-99mTc发生器、90Sr-90Y发生器和188W-188Re发生器、68Ge-68Ga发生器等。

放射性核素发生器是从长半衰期核素中分离出短半衰期子体核素的装置，用于生产需要的放射性核素。

这种装置通常将母体核素装在一根柱上，使用时采用分离技术，把柱中的子体核素定时洗脱下来，供临床使用。

所以放射性核素发生器就被形象地称为“母牛”了，而洗脱子体放射性核素的过程就像是给“母牛”“挤奶”一样。

99Mo-99mTc发生器，仅在中国有商品供应，属凝胶型发生器，其优点是以天然钼为靶材料，成本低，以钼酸锆酰凝胶装柱，克服了色谱吸附剂吸附容量有限的缺陷，从而制成较高放射性活度的发生器。

根据医院患者的多少，可以定购不同活度的99Mo-99mTc发生器，如我们科定购的300mCi的99Mo-99mTc发生器。

此外还有500mCi、800mCi、1Ci等各种活度的。

99Mo的半衰期为66h，99Mo经β－衰变后，87%成为亚稳态的99mTc，13%为基态的99Tc；99mTc的半衰期为6h，发射140keV的γ射线；99Tc的半衰期为2.1×105年，衰变转变为99Ru （钌）。

其缺点是：洗脱效率低，洗脱体积大，洗脱液放射性浓度低。

每隔24h淋洗，每次获得99mTc放射性强度约为前一天药物强度的80%。

放射性Radioactivity:某些核素自发放出粒子或γ射线，或在轨道电子俘获后放出χ射线，或发生自发裂变的性质放射性元素Radioelement ：具有放射性的化学元素。

放射性核素Radioactive isotope ：某种元素中发生放射性衰变的核素。

放射性核素按其来源有天然放射性核素和人工核素之分。

载体Carrier ：载体是以适当的数量载带某种微量物质共同参与某化学或物理过程的另一种物质。

反载体Anti-carrier ：为了减少分离过程对杂质核素的载带，在加入被分离核素和载体之外，还必须加入这些杂质核素的稳定同位素或化学类似物，以减少它们对被分离核素和器皿的污染，即起反载带作用，这类稳定同们素或化学类似物就称为反载体或抑制体。

放射性核素纯度(Radionuclide purity)放射性核素纯度也称放射性纯度，指在含有某种特定放射性核素的物质中，该核素的放射性活度对物质中总放射性活度的比值。

放射化学纯度(Radiochemical purity)简称放化纯度，指在一种放射性样品中，以某种特定的化学形态存在的放射性核素占总的该放射性核素的百分数比活度(Specific activity) 单位质量的某种放射性物质的放射性活度。

S=A/(M1+M2)放射性浓度(Radioactive concentration)放射性浓度C 是指单位体积某放射性活度。

C=A/V 单位为Bq/ml 或Bq/L 。

分配系数 D某一物质M 在不相溶的两相中达到分配平衡即在两相中的浓度不再变化时，它分别在两相中的表观浓度之比。

分离系数α是指物料中两种物质经过某一分离过程后分别在不相溶的两相中相对含量之比,它表示两物质经过分离操作之后所达到的相互分离的程度 化学回收率Y ： A m A S =0[][][][]∏I ∏I =B B A A α%100⨯=的总量原始物料中欲分离核素量制品中欲分离核素的总Y [][]∏I =M M D净化系数DF 净化系数又称去污系数或去污因子萃取率E 经萃取而进入有机相的欲萃取物的量占其在两相中总量的百分数。

核医学27反射性核素的制备三大类：核反应堆制备，医用回旋加速器制备，放射性核素发生器制备28.物理半衰期：在单一的放射性核素衰变过程中，放射性活度减少一半，所需要的时间是放射性核素的一个重要特征参数。

29什么是生物半衰期：指进入生物体内的放射性核素，经各种途径从体内排出一半所需要的时间30.1合成代谢，细胞吞噬，循环通路，选择性摄取，选择性排泄，通透弥散，细胞拦截，离子交换和化学吸附，特异性结合14.放射性核素示踪计数：是以放射性核素或标记化合物作为示踪剂，应用射线探测器检测示踪剂分子的行踪，研究被标记物在生物体系或外界环境中分布状态或变化规律的技术9.放射性活度：单位时间内发生的核衰变次数，反映放射性强弱的物理量。

1.核医学：是一门利用开放型放射性核素对疾病进行诊断、治疗和科学研究的学3.炸面圈:骨显像时病灶中心显像剂分布减少，病灶周围显像剂增高呈环形的影像表现。

多见于股骨头缺血坏死。

是通过静脉注射的方式将放射性核素标记的亲骨性显像剂引入体内，该类显像剂可以与骨组织内的无机盐和有机质紧密结合，在体外通过核医学成像仪器显示显像剂在骨骼系统内的分布，获得骨骼系统的影像。

13.超级骨显像：某些累计全身的骨代谢性病变，呈现显像剂在全身骨骼积聚异常增高，被称为超级骨显像或过度显像，1.正常典型肾图的三段的名称及生理意义是什么？名称：a段放射性出现段；b段示踪剂聚集段c段排泄段生理意义：a段静脉注射示踪剂后10s左右肾图急剧上升段。

此段为血管段，时间短，约30s反映肾动态的血流灌注相；b段：a段之后的斜行上升段，3-5min 达到高峰，其上升斜率和高度与肾血流量、肾小球滤过功能和肾小管上皮细胞摄取、分泌功能有关。

反映肾皮质功能与肾小管功能；c段：b段之后的下降率与b段上升斜率相近，下降至峰值一半的时间小于8min。

为示踪剂经肾集合系统排入膀胱的过程，主要反映上尿路的通畅情况和尿流量多少有关1.核医学：是一门利用开放型放射性核素对疾病进行诊断、治疗和科学研究的学科2.核医学特点：①高灵敏度②方法简便、准确③合乎生理条件④定性、定量、定位研究的相结合⑤专业技术性强3.核医学显像：①功能性显像②无创性检查③图像融合④解剖分辨力低4.核素：质子数相同，中子数相同，具有相同能量状态的原子8.半衰期：放射性核素数量因衰变减少一半所需要的时间9.放射性活度：单位时间内发生的核衰变次数，反映放射性强弱的物理量。

第二章放射性核素的制备核技术应用的基础是射线与物质的相互作用，这些射线可由反应堆、加速器直接提供，也可由放射性同位素衰变获得。

由于放射性核素使用方便、费用低廉，并可制成所需各种形状、结构紧凑的放射制品，已广泛应用于工业、农业、医学、环保、军事、资源勘探、科研等诸多领域，已获得了显着的经济效益和社会效益。

放射性同位素有天然同位素和人工同位素。

人工放射性同位素由于射线强度容易控制、可制成各种所需的形状、半衰期通常较短（放射性废物易处理）等特点而得到广泛应用。

人工放射性核素主要能过反应堆、加速器两种方式生产，还可利用上述两者生产的核素制成发生器，制备短寿命的核素。

通过反应堆制备放射性核素具有产量大、品种数量多、生产成本相对低等特点，是目前放射性核素生产最主要的方式之一。

加速器生产的放射性核素尽管生产能力低，但品种多、所生产的核素多为无载体、比活度高。

在生产放射性核素的过程中通常会产生大量放射性废物，这些放射废物、特别是气体放射性废物，是放射性核素生产中环境保护面临需要解决的重要技术问题。

因此，先进的同位素生产技术、完善的同位素生产工艺和高效的三废处理技术等是目前同位素研究、生产、应用领域关注的重点，其中之一的解决方案是建立放射性核素生产专用堆（如医用同位素生产堆等）。

本章中将主要介绍人工放射性核素的制备方法。

第一节放射性核素的来源放射性核素的来源有两个：一种是从自然界存在的矿石中提取，通常称为天然放射性核素；另一种是通过人工干预的核反应制备，通常称为人造放射性核素，亦称为人工放射性核素。

人工放射性核素主要通过核反应堆生产（包括从辐照过的核燃料中提取）、加速器生产和核素发生器三种途径获得。

一、天然放射性核素天然放射性核素又分为原生放射性核素和宇生放射性核素。

原生放射性核素是指原始存在于自然界中的天然放射性核素。

宇生放射性核素是指宇宙射线与大气和地表中的物质相互作用生成的放射性核素。

原生放射性核素主要是由232Th（钍-232）、235U和238U为起始核素三个衰变系列，即钍系（4n 系，从232Th开始），铀系或称铀-镭系（4n＋1系，从238U开始）和锕系（4n＋3系，从235U开始）。

放射医学的放射性核素制备放射医学是通过利用放射性核素对人体进行影像诊断、治疗和研究的一门学科。

放射性核素是指具有放射性衰变特性的核素，它们在医学领域起着重要作用。

而这些放射性核素的制备是放射医学研究的基础，本文将探讨放射医学中的放射性核素制备工艺和方法。

一、放射性核素制备的基本原理放射性核素制备的基本原理是利用核素的放射性衰变特性。

当某些特定的原子核在衰变过程中放出一定能量的辐射时，它们称为放射性核素。

这些放射性核素可以通过人工合成的方法进行制备。

制备放射性核素需要注意安全问题，合理选择合成方法，并遵循相应的安全操作规程。

二、放射性核素的制备方法1. 核反应法核反应法是制备放射性核素最常用的方法之一。

通过选择合适的原子核反应，可以合成出目标放射性核素。

核反应法的实施需要有粒子加速器、裂变源或聚变源以及目标物质等设备和原料。

核反应的选择要考虑到反应截面和产率的大小，以获得较高产率的目标放射性核素。

2. 放射化学法放射化学法是放射性核素制备的另一种重要方法。

该方法利用放射性同位素的辐射性质，将其转化为活性化合物，并从中提取所需的放射性核素。

放射化学法需要用到一系列的化学分离、提取和纯化技术，以实现目标放射性核素的制备。

3. 同位素分离法同位素分离法是一种重要的放射性核素制备方法。

通过对同一元素的不同同位素进行物理或化学分离，可以得到所需的目标同位素。

同位素分离法需要充分利用同位素的物理和化学性质的差异，通过蒸馏、萃取、电离等方法，将目标同位素与其他同位素分离开来。

三、放射性核素制备的应用放射性核素的制备在放射医学领域有着广泛的应用。

以下是几个常见的应用方面：1. 放射性药物放射性药物是应用最广泛的放射性核素制备应用之一。

例如，锝-99m是一种常用的放射性核素，广泛应用于核医学影像学中。

制备放射性药物需要严格的质量控制和核素稳定性，以确保药物的安全性和有效性。

2. 放射性检测放射性核素制备还可用于放射性检测领域。