医用放射性同位素共86页

医用放射性同位素制备的现状与展望
刘鹏;杜克泽;马福秋;吉明波;王跃霖;桂云阳;李蕴财
【期刊名称】《同位素》
【年(卷),期】2024(37)1
【摘要】医用放射性同位素可用于诊断、治疗疾病。

随着国家的重视与人民的渴望,医用放射性同位素生产领域将迎来快速发展时期,本研究对医用放射性同位素的生产方式进行总结,着重介绍99Mo、125I、131I、177Lu、89Sr、18F、68Ga、225Ac等医用同位素制备方法和发展情况,结合2021年国家八部委联合发布的《医用同位素中长期发展规划(2021—2035年)》,对国内放射性医用同位素的现状进行总结。

【总页数】14页(P77-90)
【作者】刘鹏;杜克泽;马福秋;吉明波;王跃霖;桂云阳;李蕴财
【作者单位】哈尔滨工程大学烟台研究(生)院;哈尔滨工程大学核科学与技术学院【正文语种】中文
【中图分类】TL50;TL99
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第四章第三节放射性同位素第四章原子核第三节放射性同位素A级抓基础1．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．答案：AD2．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是() A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代解析：根据电荷数守恒，知b＝1，则X代表正电子. 根据质量数守恒，a＝17，A正确．答案：A5．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)238 92U→234 90Th＋____________；(2)94Be＋42He→12 6C＋________；(3)234 90Th→234 91Pa＋__________；(4)3015P→3014Si＋____________；(5)235 92U＋________→9038Sr＋136 54Xe＋1010n；(6)14 7N＋42He→17 8O＋________．解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．答案：(1)42He(2)10n(3)0－1e(4)0＋1e(5)10n(6)11HB级提能力6．(多选)在下列核反应方程中，X代表质子的方程是()A.2713Al＋42He→3015P＋XB.14 7N＋42He→17 8O＋XC.21H＋γ→10n＋XD.31H＋X→42He＋10n解析：根据核反应的质量数和电荷数相等可知，A中X代表中子10n；B中X代表质子11H；C中X代表质子11H；D中X代表氘核21H，故选BC.答案：BC7．(多选)下列核反应方程不正确的是()A.14 7N＋42He→17 8O＋10nB.235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010nC．U238 92→234 90Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n解析：由核反应可知，质量数反应前后均为18，反应前电荷数为9，反应后电荷数为8，不能满足核反应关系，故A错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故B正确；反应前后质量数及电荷数均守恒，但U23892书写错误，故C错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故D正确．本题选错误的，故选AC.答案：AC8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子解析：将题给3个方程相加，整理后得73Li＋14 7N＋94Be→17 8O＋12 6C ＋Z，根据电荷数守恒和质量数守恒，Z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．答案：C9．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15 8O注入人体，15 8O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像. 则根据PET原理判断下列表述正确的是()A.15 8O在人体内衰变方程是15 8O→15 7N＋01eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e→2γC．在PET中，15 8O的主要用途是作为示踪原子D．在PET中，15 8O的主要用途是参与人体的新陈代谢解析：由质量数守恒和电荷数守恒知，衰变方程是15 8O→15 7N＋01e，故A正确；正负电子湮灭生成两个光子，故B正确；在PET中，15 8 O的主要用途是作为示踪原子被探测器探测到，故C正确、D错误．答案：ABC10．一个静止的氮核14 7N俘获一个速度为1.1×107m/s的氦核变成B、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106m/s，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为8∶1.(1)写出核反应方程；(2)估算C核的速度大小．解析：(1)由题可知B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8∶1，则B的电荷数为8，C的电荷数为1；由题可知B、C质量数之和为18，因为B的质量是C的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以B为17 8O，C为11H. 故核反应方程为：14 7N＋42He→17 8O＋11H(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得：m He v He＝m B v B＋m C v C代入数据得：v C＝－2.4×107 m/s答案：(1)14 7N＋42He→17 8O＋11H(2) v C＝－2.4×107 m/s。

几种常用的放射性同位素碘125、碘131、铯137、铱192和钴60碘125是轨道电子俘获衰变核素,发射的γ射线能量为0.03548兆电子伏。

半衰期为60.14天。

3.7×107贝可的碘125重5.76×10-6克。

3.7×107贝可的碘125点源在1厘米远处的照射量率是0.66伦琴/时。

碘125属中毒性核素,紧要器官是甲状腺,对人体的有效半减期为41.7天。

碘125的化学性质与元素碘相同。

产生碘125的核反应有124Xe(n,γ)125Xe125I、123Sb(α,2n)125I、125Te(p,n)125I、125Te(d,2n)125I、127I(p,3n)125Xe125I等，其中第一个核反应最有实用价值。

用天然氙(124Xe的丰度为0.10%)气作靶材料,在液氮冷冻条件下将氙气装入厚壁锆-2合金或铝质靶筒内,焊接密封,然后送入反应堆内照射，生成碘125。

由于碘125吸收热中子的截面相当大,故碘125产品中通常总含有一定量的碘126。

而碘126衰变类型比碘125复杂且能量也高，既影响标记也不利于应用。

所以常将碘125产品放置一段时间(冷却)，使比碘125半衰期短得多的碘126衰变掉,碘126的含量一般限制在2%以下。

用堆回路法可直接制备出碘126含量少、比活度高的碘125。

其方法是让氙气在一个密闭的回路里，于反应堆内外循环。

当气流流经堆内活性区受中子辐照时，产生碘125;当碘125随气流到堆外部分时，将它收集起来,这部分碘125便不再回到堆内活性区受中子辐照,因而产生碘126的机会很少，所以产品即使不经过冷却,其碘126的含量也在1%以下。

将碘125从靶筒中或密闭回路中转移出来之后,通常是做成Na125I溶液。

Na125I溶液是碘125的初级产品。

碘125的应用范围非常广泛。

利用其低能内转换电子，可以进行放射自显影，如作甲状腺肿瘤活组织检查;碘125能发射能量适宜的单能光子(即低能γ射线),可用它做成简便、精确度高、剂量率低的骨密度精确测定装置;用碘125做成的低能光子源还可用于X射线荧光分析，来测定元素周期表上从砷到镉许多元素的含量。