بخشی از مقاله
-1 مقدمه
یکی از رادیوایزوتوپهاي مهمِ ایندیم، 110mIn بانیمهعمر69/1 دقیقهو با %62 واپاشیپوزیترون است کهدرپزشکی هستهایبرایتصویربرداریبهروشPETمورد استفاده قرار میگیرد. با افزایش استفاده از روش توموگرافی گسیل پوزیترون در پزشکی هستهاي، ترکیبات نشاندار شده با 110mIn میتوانند گزینهي مناسب و بالقوهاي براي تصویربرداري به روش PET باشند. بهعنوان مثال برايپایشِ بافت پیوندي میتوان از آن استفاده کرد، خصوصاً زمانی که براي بررسی اثر درمان استفاده شده مجبور باشیم در بازههاي زمانی کوتاهی بررسی روي بیمار را تکرار کنیم .[1]
نشاندارسازي سلولهاي خون بوسیله 111In در تشخیص شرایط مختلفی چون سکته قلبی، تشکیل لخته، التهاب و عدم تثبیت بافت پیوندي مفید است. ولی بهدلیل نیمه عمر بالاي آن 57) ساعت) نمیتوان از آن در تشخیص سریع عدم پیوند بافتهاي پیوندي در بیمار استفاده کرد، در عوض میتوان از 110mInبا خصوصیاتی مشابه استفاده نمود .[2]
سرعت گسترش بعضی از غدههاي سرطانی بسیار زیاد است، بنابراین تشخیص آنها هنگامی که هنوز تودهي ریزي هستند، در جلوگیري از پیشرفت و نابود کردن سریع آنها نقش بهسزایی دارد. همینطور در فرایند درمان غدد سرطانی، براي اطمینان از ریشهکن شدن کامل سلولهاي سرطانی، تصویري که بتواند تودههاي بسیار ریز را با وضوح مناسب، پس از درمان بافت مورد نظر دراختیار پزشکان قرار دهد،از اهمیت فراوانی برخوردار است. از 110mIn میتوان در تشخیص تومورهاي ریز((<1cm و تومورهاي غدد درون ریز ازجمله لوزالمعده، و معده و روده استفاده کرد .[3]
اولین دادههاي تجربی مربوط به واکنش هستهاي پروتون و کادمیوم توسط اوتوزاي و همکاران منتشر شد .[4] پس از آن، دادههاي تجربی مربوط به واکنش (p,n) بعضی از ایزوتوپهاي کادمیوم از جمله110Cd که منجر به تولید110In میشد،بررسی شده و اولین تلاشها براي تولید مستقل 110mIn توسط افراد مختلف پس از 1990 انجام شد. در سال 1991، براي تولید رادیوایزوتوپ مورد نظر، ژنراتور 113In(p,xn)110Sn/110Inتولید شد .[5] در ادامه این تحقیقات بر تولید رادیوایزوتوپ مذکور از طریق واکنشهاي(110,natCd(p,nتاکید شد.
در اوایل قرن بیست و یک، لوبرینک و همکاران بار دیگر مواردي از کاربردهاي 110mIn را بیان کرده، آخرین بار در سال 2002 طی یک تحقیق نشان دادند که استفاده از 110mIn بجاي 111In در ترکیب نشاندار 111In-DTPA-D-he-octriotide میتواند نتایج بسیار دقیقتري را در تصویربرداريها فراهم آورد .[6]
نکته قابل ذکر، تولید همزمان حالت پایه بلند عمر 110gIn به همراه 110mIn است که میتواند بهعنوان یک آلودگی ایزوتوپی بیولوژیکی مطرح شود.اما مسأله اساسی موجود، تعیین دقیق میزان آلودگی حاصل از 110gIn است
21st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan
_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان
۶و۷ ا" د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
که همراه 110mIn تولید شده و جداسازي آن با روشهاي شیمیایی امکانپذیر نیست. در این کار علاوه بر اندازهگیري تجربی میزان تولید این ناخالصی، براساس یک چارچوب نظري استوار بر مدل اپتیکی [7]، و همچنین با استفاده از روشی تحلیلی [8] بر اساس شبیهسازي مونتکارلو، نرخ تولید ایزومري را محاسبه میکنیم.
-2 روش کار
-1-2 تجربی
هدف کادمیوم به ضخامت 48 میکرومتر، بر روي زیر لایه مس، با به کارگیري بهترین شرایط حمام [9]، به روش آبکاري لایهنشانی شد.پس از ساخت هدف، با پارامترهاي انتخاب شده، بازه انرژیپروتون براي پرتودهی هدف کادمیوم، معادل 15–5MeVتعیین گردید.هدف در نظر گرفته شده پس از قرارگیري روي شاتل، در معرض بمباران پروتونی با انرژي ورودي 15 مگاالکترون ولت تحت زاویه 6 درجه با باریکهاي به شدت 100µA به مدت یک ساعت قرار گرفت.
پس از پایان بمباران، هدف مسی به هاتسل انتقال و درون نگهدارنده قرار گرفت. کادمیوم طبیعی بمباران شده، روي زیرلایه مسی، به وسیله سیستم انحلال هدف که شامل گردش جریان مایع است، شسته شد. هدف بمباران شده به صورت عمودي در سیستم انحلال قرار گرفته و بلافاصله با استفاده از 25 میلیلیتر اسیدبرمیک (HBr) خالص 10 نرمال در دماي 50 درجهي سطح هدف،شسته و محلول حاصل به بِشر منتقل شد.قطرهاي کوچک از بشر حاوي محصولات، از هات سل خارج شده و براي تعیین گاماهاي موجود در آن و اکتیویتهي آن ها، داخل آشکارساز HPGe قرار داده شد. وزن قطره غیر اشباع محصول 124/8mg ، و مدت زمان شمارش 200 ثانیه بودند. همچنین فاصله نمونه تا آشکارساز 30 سانتیمتر بود. جدول (2) گاماهاي مشخصهي ایزوتوپهاي پایه و ایزومر ایندیم-110 را نشان میدهد. براي محاسبه بهره تولید110mIn و 110gIn، بهترتیب از گاماهاي 657/76 keV و 884/69keV استفاده شد.
جدول -2 مشخصات واپاشی هستههاي 110mInو .110gIn
رادیوایزوتوپ نیمهعمر Eγ (keV) Iγ (%)
110mIn 69/1 دقیقه 657/76 98/3
1125/70 1/02
2129/53 2/13
110gIn 2211/49 1/76
4/9 ساعت 461/80 4/7
581/93 8/6
584/21 6/49
641/68 25/9
657/76 98/3
21st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan
_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان
۶و۷ ا" د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
707/40 29/5
884/69 92/9
937/49 68/4
997/26 10/52
-2-2 ساختار نظري
براي یک ذرهیورودي خاص a، سطح مقطع اختصاصی در چارچوب یک مدل اپتیکی با پتانسیلهاي مشخص [7] براي تمام ذرات خروجی و ممکن b قابل محاسبه است. تمام سطحمقطع هاي اختصاصی با تعداد پروتون و نوترونهاي یکسان، در کانال خروجی به عنوان یک سطح مقطع تولید کل منصوب به هسته نهایی Z , N ، واحد میشوند:
(1)
production Z , Nexclusive i n , i p , id , i t , i h , i N Z ,
که در آن i n 0 i p 0 id 0 it 0 i h 0 i 0
exclusive سطح مقطع اختصاصی براي حالتی است که در آن کانال خروجی بهطور صریح به نوع وتعداد
ذرات خروجی معینی مرتبط میشود وin، ip، id، it، ihوiαبهترتیب بیانگر تعداد ذرات خروجی نوترون، پروتون، دوترون، تریتیون، 3Heو آلفا هستند. دلتاهاي کرونکر به شکل زیر تعیین میشوند:
N 1 if i n id 2i t i h 2i N C N
(2) 0 otherwise
Z 1 if i p id it 2i h 2i Z C Z
0 otherwise,
که در آن اولین هسته مرکب شکلیافته از پرتابه و هدف، با Z C , N C نشان داده میشود.همچنین سطح مقطع
تولید براي یک هسته در حالت ایزومري، به شکلی مشابه از طریق رابطهي زیر بدست میآید:
(3)
production , i Z , Niexclusive i n , i p , id , i t , i h , i N Z .
i n 0 i p 0 id 0 it 0 i h 0 i 0
