بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق مدلی برای بهینه سازی عملیات پیچیده ی جهانی زنجیره تامین ایزوتوپ های پزشکی هسته ای و مطالعه موردی ایزوتوپ مولیبدنیوم - - 99Mo با تمرکز بر حداقل سازی هزینه بهره برداری و هزینه های پسماند و همچنین حداقال سازی ریسک مرتبط با این زنجیره، با توجه به اهمیت زمان و همچنین حساسیت و زوال پذیری بالای این ماده ارائه گردید.
با استفاده ازاین مدل میزان هزینه بهره برداری بر اساس کل هزینه بهره برداری در هر مرحله و با توجه به میزان جریان ماده موجود درآن مرحله ، همچنین میزان پسماند حاصل شده که در نتیجه عملیات بهره برداری و حمل و نقل ایجاد شده و میزان ریسک ناشی از پرتوگیری پرسنل و افراد شاغل در این زنجیره است، قابل بهینه سازی است.
در این پژوهش پس از ارزیابی کل زنجیره تامین این ماده ،مطالعه موردی آن برای کشور نیز انجام گرفت. 99Mo از محصولات شکافت اورانیوم است که عمدتا از تابش دهی اورانیوم با غنای بالا در راکتور های تحقیقاتی تولید می شود و پس طی مراحل جداسازی و خالص سازی در تاسیسات فرآوری ، قرارگیری در ژنراتور 99Mo/99mTcدر مراکز ساخت ژنراتور و عملیات آماده سازی برای تزریق در مراکز پزشکی هسته ای و بیمارستان ها به مصرف کننده نهایی یعنی بیمار می رسد.
در مراکز پزشکی هسته ای از تکنسیوم - 99mTc - که حاصل از واپاشی رادیواکتیو این ماده است به همراه کیت مخصوص متناسب با هر ارگان بدن، به بیمار تزریق شده و با استفاده از دستگاه SPECT عملیات تصویربرداری پزشکی هسته ای انجام می شود. در این پژوهش پس از ارزیابی کل زنجیره تامین این ماده مطالعه موردی آن برای کشور نیز انجام گرفت.
مقدمه
رادیوایزوتوپ تکنسیوم - 99mTc - 1 که از واپاشی رادیواکتیو مولیبدنیوم - 99Mo - 2 تولید می شود، عمدتا برای تشخیص دقیق بیماریهای قلبی و سرطان که از عوامل اصلی مرگ و میر در جهان هستند استفاده می شود. این ماده یکی از پرکاربرد ترین رادیوایزوتوپ های تشخیصی پزشکی هسته ای با مصرف سالانه 000،000،30 تزریق در سال که بیش از 80 درصد تزریق کل رادیوایزوتوپ های پزشکی را شامل می شود[ 1] ،امروزه در بیش از 000،100 بیمارستان در سراسر دنیا مورد استفاده قرار می گیرد. رادیوایزوتوپ های پزشکی بازاری در حدود 3,7 میلیارد دلار در سال را به خود اختصاص داده اند .
تنها در ایالات متحده امریکا روزانه بیش از 000،50 تزریق تکنسیوم - - 99mTc انجام می شود.طبق آمار در سال 2012 بیش از 18,5 میلیون دوز از ماده تکنسیم برای تصویر برداری استفاده شده است که از این میزان در حدود 30درصد برای مشکلات قلبی و مابقی برای اسکن استخوان و سایر تشخیص های طبی بوده است. [ 2 ] در کشور ما نیز بیش از 80 مرکز تشخیصی پزشکی هسته ای ازاین ماده استفاده می کنند.
مولیبدنیوم عمدتا از تابش دهی هدف هایی از جنس اورانیوم غنی شده با درصد بالا - HEU - در راکتورهای هسته ای تحقیقاتی تولید می شود4]،. [ 3 البته روش های دیگری نیز برای تولید این ماده وجود دارد که با توجه به بهای تمام شده، بازدهی تولید، اکتیویته ویژه، و دسترسی به تکنولوژی با محدودیت های مواجه است و هنوز به صورت تجاری و به میزان عمده قابلیت تولید ندارند.
نیمه عمر این ماده 66 ساعت می باشد به گونه ای که پس از گذشت 27,5 روز بیش از 99,9 درصد اتم ها واپاش کرده[ 5] و عملا چیزی از آن باقی نخواهد ماند. از این رو زمان در تمامی مراحل تولید حمل و نقل و فرآوری از اهمیت بالایی در این زنجیره برخوردار است به گونه ای که در هر ساعت، یک درصد از ماده تولیدی ازبین می رود از این رو طراحی شبکه زنجیره تامین اقتصادی و پایدار برای این ماده با در نظر گرفتن تمامی محدودیت ها از اهمیت بالایی برخوردار است.
تابش دهی مواد هدف در راکتورهای هسته ای تحقیقاتی راکتور های هسته ای تحقیقاتی3 به عنوان اولین بخش از این زنجیره وظیفه تابش دهی مواد هدف که عمدتا از جنس اورانیوم غنی شده با درصد بالا هستند را بر عهده دارند. در حال حاضر پنج راکتور هسته ای تحقیقاتی در پنج کشور مختلف دنیا - کانادا، هلند، بلژیک، آفریقای جنوبی، فرانسه و روسیه - عملیات تابش دهی مواد هدف و در حدود 95 درصد نیاز بازار را انجام می دهند.البته با توجه به اهمیت تولید مولیبدنیوم و تقاضای رو به رشد برای این رادیو ایزوتوپ پزشکی مطالعاتی برای امکان سنجی تولید آن در برخی راکتور های تحقیقاتی هسته ای دنیا در حال انجام است که هنوز به بهره برداری انبوه و تجاری دست نیافته اند. [ 7 ]
آماده سازی و ارسال برای مراکز فرآوری
پس از تابش دهی مواد هدف در راکتور ها که که مدت زمان آن بین 6 تا هفت روز است[7] .مواد هدف تابش دیده پس از خنک سازی برای حمل و نقل به تاسیسات فرآوری اورانیوم آماده می شوند .با توجه به تشعشع بالای مواد تابش دیده و وجود مسائل امنیتی در این بخش الزامات و استاندارد های سخت گیرانه ای وجود دارد که محدویت هایی را که مربوط به میزان و نوع حمل نقل است را شامل می شود برای انتقال مواد هدف از جنس اورانیوم با غنای بالا جهت انتقال به راکتور و بعد از تابش دهی برای انتقال به مراکز فرآوری و جداسازی نیاز به سیتم حمل و نقل ویژه و جعبه های محافظ جهت جلوگیری از نشت مواد به محیط، همچنین جلوگیری از قرار گرفتن افراد در معرض تابش های رادیواکتیو می باشد و قوانین اجازه استفاده از حمل و نقل هوایی را نمی دهد.
اما پس از جداسازی مولیبدنیوم از مواد هدف تابش دیده و خالص سازی آن در مراکز فرآوری با توجه به کاهش اکتیویته امکان استفاده از سایر گزینه ها برای حمل نقل ایجاد می شود. ضمن اینکه با توجه به واپاشی مولیبدنیوم در طی حمل و نقل و نیمه عمر کوتاه آن، حمل نقل در فواصل بیش از 1000 کیلومتربا توجه به حمل نقل زمینی، توجیه پذیر نیست. [7 ]
فرآوری و خالص سازی4 مولیبدنیوم از مواد هدف تابش دیده این مراکز به منظور توسعه استفاده از رادیو ایزوتوپ های پزشکی بنا نهاده شدند و عملیات جداسازی مولیبدنیوم از مواد هدف تابش دیده و خالص سازی آن را انجام می دهند. وابستگی این مراکز به راکتور ها همچنین محدودیت فاصله جغرافیایی از راکتور ها از چالش های این قسمت از زنجیره تامین است که می بایست با احداث و توزیع مناسب جغرافیایی این مراکز با این چالش مواجهه کرد. عملیات فرآوری نیز در مدت 12 تا 24 ساعت انجام می پذیرد. [7 ]
مراکز فرآوری این ماده نیز با توجه به محدویت های موجود ، در انحصار چند کشورخاص - کانادا، بلژیک، هلند، آفریقای جنوبی، استرالیا و روسیه - است.
مراکز ساخت ژنراتور / 5 در این مرحله از زنجیره، مولیبدنیوم خالص سازی شده در ژنراتور 99Mo/99 Tc قرار داده شده و به منظور تولید و استفاده 99 حاصل از واپاشی مولیبدنیوم به مراکز تشخیص پزشکی ارسال می شود. این ژنراتور ها به صورت هفتگی به مراکز ارسال شده و عملیات شستشو6 و تزریق تکنسیوم توسط تکنسین های پزشکی هسته ای به بیماران انجام می شود.
