用于锝-99m的回旋加速器生產(chǎn)的方法、系統(tǒng)和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】由鉬-100金屬粉末生產(chǎn)锝-99m的方法，其包括下述步驟：(i)在基本無(wú)氧的環(huán)境中，用回旋加速器生成的質(zhì)子照射涂有Mo-100金屬的硬化燒結(jié)靶板；(ii)用H2O2溶液從所述照射過(guò)的靶板中溶解鉬原子和锝離子以形成氧化物溶液；(iv)將所述氧化物溶液的pH提高到大約14；(v)使調(diào)節(jié)過(guò)pH的氧化物溶液流過(guò)樹(shù)脂柱，以使K[TcO4]離子固定在其上并從中洗脫K2[MoO4]離子；(vi)從所述樹(shù)脂柱中洗脫結(jié)合的K[TcO4]離子；(vii)使洗脫的K[TcO4]離子流過(guò)氧化鋁柱，以使K[TcO4]離子固定在其上；(viii)用水洗滌固定的K[TcO4]離子；(ix)用鹽水溶液洗脫固定的K[TcO4]離子；和(x)回收洗脫的Na[TcO4]離子。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于锝-99m的回旋加速器生產(chǎn)的方法、系統(tǒng)和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)锝_99m的方法、系統(tǒng)和裝置。本發(fā)明更特別涉及由鉬-100 使用加速器（例如回旋加速器）生產(chǎn)锝_99m。

【背景技術(shù)】
[0002] 锝_99m，在下文被稱(chēng)作Tc-99m，是核醫(yī)學(xué)診斷程序中最廣泛使用的放射性示蹤劑 之一。Tc-99m發(fā)射容易被檢測(cè)到的140keVY射線(xiàn)，并具有僅大約6小時(shí)的半衰期，由此限制 了患者在放射下的暴露。根據(jù)核醫(yī)學(xué)程序的類(lèi)型，Tc-99m結(jié)合到所選藥物上，其將Tc-99m 運(yùn)送至其所需位置，然后通過(guò)放射設(shè)備成像。常見(jiàn)的核醫(yī)學(xué)診斷程序包括將Tc-99m標(biāo)記到 用于肝、脾和骨髓成像的硫膠體、用于肺掃描的大顆粒凝集白蛋白、用于骨掃描的膦酸鹽、 用于肝膽系統(tǒng)成像的亞氨基二乙酸、用于腎掃描和腦掃描的葡庚糖酸鹽、用于腦掃描和腎 掃描的二亞乙基三胺五乙酸OPTA)、用于腎皮質(zhì)掃描的二巰基琥珀酸（DMSA)、用于心血池 掃描的紅血細(xì)胞、用于心肌灌注成像、心臟心室造影術(shù)的甲氧基異丁基異腈（MIBI)和用于 受損心臟中的鈣沉著的成像的焦磷酸鹽上。Tc-99m也非常可用于檢測(cè)各種形式的癌癥，例 如通過(guò)首先注入Tc-99m標(biāo)記的硫膠體、然后注入Tc-99m標(biāo)記的異硫藍(lán)（isosulfanblue) 染料來(lái)識(shí)別前哨淋巴結(jié)，即淋巴結(jié)引流癌變部位，例如乳腺癌或惡性黑素瘤。免疫閃爍照相 法特別可用于檢測(cè)難發(fā)現(xiàn)的癌并基于將Tc-99m標(biāo)記到對(duì)所選癌細(xì)胞特異性的單克隆抗體 上、注入標(biāo)記的單克隆抗體，然后用放射設(shè)備掃描對(duì)象身體。
[0003] 用于核醫(yī)學(xué)的Tc-99m的全球供應(yīng)量目前主要在核反應(yīng)堆中生產(chǎn)。首先，在全世 界的數(shù)個(gè)核反應(yīng)堆中通過(guò)濃縮鈾的裂變產(chǎn)生Tc-99m的母體核素，鉬_99(在下文被稱(chēng)作 Mo-99)。Mo-99具有66小時(shí)的相對(duì)較長(zhǎng)半衰期，這使其能在全世界范圍內(nèi)運(yùn)輸?shù)结t(yī)療中 心。Mo-99以使用柱色譜法的M〇-99/Tc-99m發(fā)生器形式分布以從衰變的Mo-99中提取和 回收Tc-99m。色譜柱載有酸性氧化鋁（A1203)，向其中加入鉬酸根M〇042_形式的Mo-99。隨 著Mo-99衰變，其形成高锝酸根Tc(V，高锝酸根由于其單電荷而較弱結(jié)合在發(fā)生器內(nèi)的氧 化鋁柱上。生理鹽水溶液推過(guò)固定的Mo-99柱將可溶的Tc-99m洗脫，以產(chǎn)生含有高锝酸鹽 (以鈉作為抗衡陽(yáng)離子）形式的Tc-99m的鹽水溶液。然后將該高锝酸鈉溶液以適當(dāng)濃度添 加到待使用的器官特異性的藥物"試劑盒"中，或?qū)τ谥恍枰猍Tc-99m] (V作為主要放射性 藥物的特定程序而言，高锝酸鈉可以在沒(méi)有藥物標(biāo)記的情況下直接使用。
[0004] 基于裂變生產(chǎn)Tc-99m的問(wèn)題在于生產(chǎn)Mo-99全球供應(yīng)量的幾個(gè)核反應(yīng)堆接近它 們的壽命終點(diǎn)。Mo-99全球供應(yīng)量的幾乎2/3目前來(lái)自?xún)蓚€(gè)反應(yīng)堆：（i)在加拿大安大略省 的ChalkRiverLaboratories的NationalResearchUniversalReactor，和（ii)在荷 蘭的Petten核反應(yīng)堆。這兩個(gè)設(shè)施在2009-2010年都長(zhǎng)時(shí)間停工，這導(dǎo)致用于醫(yī)療設(shè)施的 Mo-99的嚴(yán)重的持續(xù)性的全球供應(yīng)短缺。盡管這兩個(gè)設(shè)施目前再次工作，但仍然非常關(guān)心 Mo-99的可靠的長(zhǎng)期供應(yīng)。
[0005] 醫(yī)用回旋加速器已知可以由Mo-100生產(chǎn)用于研宄用途的少量Tc-99m。最近 證實(shí)，當(dāng)用于核醫(yī)學(xué)成像時(shí)，在回旋加速器中制成的Tc-99m與核Tc-99m相當(dāng)（Guerin 等人,2010,Cyclotronproductionof"mcTc:Anapproachtothemedicalisotope crisis.J.Nucl.Med. 51 (4) : 13N-16N)。但是，報(bào)道了Mo-100 轉(zhuǎn)化成Tc-99m的許多研宄 的分析顯示在轉(zhuǎn)化效率、Y射線(xiàn)生成和純度方面的顯著差異（Challan等人，2007,Thin targetyieldsandEmpire-IIpredictionsintheacceleratorproductionof technetium-99m.J.Nucl.Rad.Phys. 2:1-；Takacs等人,2003,Evaluationofproton inducedreactionson100Mo:Newcrosssectionsforproductionof"mTcand"Mo. J.Radioanal.Nucl.Chem.257:195-201;Lebeda等人，2012,Newmeasurementof excitationfunctionsfor(p,x)reactionsonnatMowithspecialregardtothe formationof95mTc，96m+gTc，99mTcand99Mo.Appl.Radiat.Isot. 68 (12) : 2355-2365;Scholten 等人，1999,Excitationfunctionsforthecyclotronproductionof"mTcand"Mo. Appl.Radiat.Isot. 51:69-80) 〇
[0006] 發(fā)明概述
[0007] 本發(fā)明的示例性實(shí)施方案涉及由鉬-100 (Mo-100)用加速器（例如回旋加速器） 通過(guò)質(zhì)子輻照生產(chǎn)锝-99m(Tc-99m)的方法。一些示例性實(shí)施方案涉及用于實(shí)施本發(fā)明的 方法的系統(tǒng)。一些示例性實(shí)施方案涉及包含本發(fā)明的系統(tǒng)的裝置。
[0008] 附圖描述
[0009] 聯(lián)系附圖描述本發(fā)明，其中：
[0010] 圖1是概括本發(fā)明的一種示例性方法的示意性流程圖；
[0011] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的示例性細(xì)長(zhǎng)靶板的平面圖；
[0012] 圖3(a)是來(lái)自圖2的示例性靶板的橫截面?zhèn)纫晥D，圖3(b)是橫截面端視圖；
[0013] 圖4是用于在其內(nèi)安裝圖2-3中所示的示例性靶板的示例性靶艙（target capsule)裝置的透視圖；
[0014] 圖5是圖4的靶艙裝置頂部的局部視圖；
[0015] 圖6是來(lái)自圖5的靶艙裝置的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0016]圖7是示例性靶拾取裝置的透視圖，其帶有與圖4-6中的靶艙組合裝置接合的推 桿部件；
[0017] 圖8是來(lái)自圖7的與推桿部件接合的靶拾取裝置的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0018] 圖9是與圖12-14中所示的靶站裝置接合和協(xié)作的示例性接收室裝置的透視圖；
[0019] 圖10是圖9中所示的接收室裝置的側(cè)視圖；
[0020] 圖11是圖9中所示的接收室裝置的頂視圖；
[0021] 圖12是示例性靶站裝置的透視圖，所述靶站裝置用于接收與圖4-6中所示的靶艙 裝置接合的圖7-8中所示的靶拾取裝置；
[0022] 圖13是圖12中所示的靶站裝置的側(cè)視圖；
[0023] 圖14是圖12中所示的靶站裝置的頂視圖；
[0024] 圖15(a)是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的示例性圓形靶板的平面圖，15(b)是頂 視圖，且圖15(c)是來(lái)自15(a)的示例性圓形靶板的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0025] 圖16是用于將圓形靶盤(pán)安裝在其內(nèi)的示例性靶艙裝置的透視圖；
[0026] 圖17是圖16中所示的靶艙裝置的端視圖；
[0027] 圖18是圖16中所示的靶艙裝置的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0028]圖19是與推桿部件接合的示例性靶拾取裝置的透視圖；
[0029] 圖20是來(lái)自圖19的靶拾取裝置的橫截面?zhèn)纫晥D；
[0030] 圖21是與圖24-27中所示的靶站裝置接合和協(xié)作的示例性接收室裝置的透視 圖；
[0031] 圖22是圖21中所示的接收室裝置的側(cè)視圖；
[0032] 圖23是圖21中所示的接收室裝置的頂視圖；
[0033] 圖24是示例性靶站裝置的透視圖，所述靶站裝置用于接收與圖16-18中所示的靶 艙裝置接合的圖19中所示的靶拾取裝置；
[0034] 圖25是圖24中所示的靶站裝置的頂視圖；
[0035]圖26是圖24中所示的靶站裝置的橫截面頂視圖，示例性的靶室裝置在非荷載位 置傳送到靶外殼中；
[0036] 圖27是圖24中所示的靶站裝置的橫截面頂視圖，其中示例性的靶室裝置已移至 荷載位置；
[0037] 圖28是以分離模式顯示的示例性增壓站的透視圖；且
[0038] 圖29是以接合模式顯示的來(lái)自圖28的示例性增壓站的透視圖。
[0039] 發(fā)明詳述
[0040] 本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方案涉及通過(guò)利用加速器（例如回旋加速器）產(chǎn)生的質(zhì) 子束低能質(zhì)子輻射Mo-100來(lái)生產(chǎn)Tc-99m的方法。適用于本發(fā)明的方法的質(zhì)子能量為大約lOMeV至大約30MeV入射在靶上。概括一種示例性方法的流程圖顯示在圖1中。該方法通 常遵循下述步驟：
[0041]1)加工濃縮的Mo-100金屬粉末的供料，以產(chǎn)生具有小于大約10微米的一致粒度 的Mo-100粉末。
[0042]2)通過(guò)電化學(xué)和/或電泳沉積在包含過(guò)渡金屬的靶板上沉積加工過(guò)的Mo-100粉 末的涂層。
[0043]3)將涂布的靶板在惰性氣氛中在大約1200°C至大約2000°C的溫度下燒結(jié)大約2 小時(shí)至大約10小時(shí)。
[0044]4)將燒結(jié)靶板牢固地嵌入靶托中。與燒結(jié)靶板嚙合在一起的靶托在本文中被稱(chēng)作 靶艙組合件。
[0045] 5)將靶艙組合件安裝到接收室裝置中，其中通過(guò)靶拾取裝置接合靶艙組合件。靶 拾取與靶傳輸驅(qū)動(dòng)裝置協(xié)作將靶艙組合件送入與回旋加速器接合的靶站裝置。
[0046] 6)在基本無(wú)氧的氣氛中，用加速器生成的質(zhì)子照射燒結(jié)靶板。
[0047] 7)借助傳輸驅(qū)動(dòng)裝置，使靶艙組合件離開(kāi)靶站并將靶艙組合件轉(zhuǎn)入接收室裝置以 從質(zhì)子照射過(guò)的靶板中分離和回收鉬酸根離子和高锝酸根離子。
[0048] 8)將高锝酸根離子與鉬酸根離子分離，提純并進(jìn)一步加工高锝酸根離子。這些步 驟在精確受控的環(huán)境條件下進(jìn)行以使高锝酸根離子的損失最小化。
[0049] 9)回收和提純鉬酸根離子以使它們適合再用于涂布靶板。
[0050] 以前使用加速器由Mo-100生產(chǎn)Tc-99m是致力于生產(chǎn)少量產(chǎn)品，它們足夠研宄使 用，并足夠用于與使用核反應(yīng)堆由Mo-99制成的標(biāo)準(zhǔn)Tc-99m比較由此制成的Tc-99m在醫(yī) 學(xué)診斷成像中的功能性。市售濃縮Mo-100金屬粉末通常包含粒度從小于1微米到大于1 毫米的混合物。因此，使用這樣的粉末涂布靶背襯盤(pán)或背襯板造成Mo-100在板表面上的不 均勻分布和不等的Mo-100沉積厚度。這樣的變化性導(dǎo)致用質(zhì)子束照射過(guò)程中的靶板故障、 降低的鉬原子轉(zhuǎn)化成锝原子的轉(zhuǎn)化效率和不可預(yù)測(cè)的高锝酸根離子產(chǎn)量。相應(yīng)地，常見(jiàn)做 法是在大約25, 000N至大約100, 000N的壓力下將商業(yè)級(jí)Mo-100粉末壓成具有6. 0至9. 5 毫米直徑的丸粒。然后在氫氣氛中在800°C至900°C的溫度下將該Mo-100丸粒還原。通常 通過(guò)壓制或通過(guò)電弧熔化或電子束熔化將Mo-100以商業(yè)級(jí)Mo-100粉末或燒結(jié)Mo-100丸 粒的形式安裝到靶背襯盤(pán)上。該熔融方法通常使用以各種掃描模式和聚焦模式施加的40mA 至70mA的電流。因此，使用這樣的粉末和/或丸粒涂布靶板造成Mo-100在板表面上的不均 勻分布和不等的Mo-100沉積厚度。這樣的變化性導(dǎo)致：（i)用質(zhì)子束照射過(guò)程中的靶板故 障，（ii)降低的鉬原子轉(zhuǎn)化成锝原子的轉(zhuǎn)化效率和（iii)不可預(yù)測(cè)的高锝酸根離子產(chǎn)量。 常遇到的其它問(wèn)題與靶盤(pán)本身相關(guān)。在回旋加速器中的研宄規(guī)模的Tc-99m生產(chǎn)中常用的 靶包含具有通常大約5-6毫米直徑的銅或鉭的小薄圓盤(pán)。這樣的圓盤(pán)無(wú)法負(fù)載足夠用于 Tc-99m的大規(guī)模生產(chǎn)的Mo-100,因?yàn)樗鼈冊(cè)跈C(jī)械上脆弱并在質(zhì)子輻照下由于相伴生成的 極高水平的熱而損壞，即碎裂。必須解決許多挑戰(zhàn)和問(wèn)題才能成功地大規(guī)模使用回旋加速 器基系統(tǒng)由Mo-100生產(chǎn)Tc-99m。需要解決的與鉬有關(guān)的問(wèn)題包括克服下述問(wèn)題：（i)無(wú)法 通過(guò)由水溶液電鍍?cè)诎邪迳铣练eMo-100的厚層，（ii)同位素富集鉬以利于生產(chǎn)特定的锝 同位素，和（iii)需要濃酸溶液和延長(zhǎng)的時(shí)間溶解照射過(guò)的鉬板。為利于使用回旋加速器 基系統(tǒng)由Mo-100以商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)Tc-99m而需要解決的挑戰(zhàn)包括選擇和構(gòu)造合適的靶背襯 板材料：（i)M〇-100在質(zhì)子輻照之前和之中牢固附著在其上，（ii)不可被質(zhì)子滲透，（iii) 足夠機(jī)械堅(jiān)固以承受質(zhì)子輻照過(guò)程中的加熱，（iv)足夠薄以使Mo-100能在輻照過(guò)程中散 熱和/或冷卻，和（iv)化學(xué)惰性，即不會(huì)化學(xué)污染或以其它方式干擾被照射的Mo-100的溶 解。
[0051] 相應(yīng)地，本發(fā)明的一些示例性實(shí)施方案涉及將商業(yè)Mo-100粉末精制成小于10微 米的均勻粒子的方法、用于在其上安裝精制的Mo-100粒子的機(jī)械堅(jiān)固的靶板、和用于將精 制的Mo-100粒子安裝到靶板上電泳法。
[0052] 根據(jù)一個(gè)方面，首先在包含大約3%至大約40%過(guò)氧化氫（H202)的溶液中氧化商 業(yè)級(jí)Mo-100金屬粉末。H202的特別合適的濃度為約30%。然后將Mo-100和H202的混合物 加熱到大約40°C至大約50°C，以使殘留H202變性，然后干燥以回收固體氧化鉬。使用三階段 加熱法將固體氧化鉬轉(zhuǎn)化回Mo-100金屬。在第一階段中，將干燥的氧化鉬在包含約2%氫 的氬氣混合物環(huán)境中在約400°C下加熱大約30分鐘以便形成M〇03。在400°C下30分鐘后， 然后在該方法的第二階段中將溫度升至大約700°C大約30分鐘以促進(jìn)M〇03還原成MoO2。 然后在該方法的第三階段中將溫度進(jìn)一步升至大約1KKTC大約30分鐘以將M〇02還原成 Mo-100金屬。由于此02在1500°C下升華，重要的是在第三階段過(guò)程中使溫度保持在大約 1100°C至大約1455°C、大約1100°C至大約1400°C、大約1100°C至大約1350°C、大約1100°C 至大約1300°C、大約1100°C至大約1250°C、大約1100°C至大約1200°C的范圍內(nèi)。重要的是 將該方法的第一階段過(guò)程中的大氣氫含量限制在小于大約5%、大約4%、大約3%和優(yōu)選 大約2%或更小，以控制M〇03還原成M〇02的速率。由于M〇02還原成Mo-100是吸熱反應(yīng)，在 該方法的第三階段中使用高氫氣氛或純氫氣氛是合適的。通過(guò)這種三階段法制成的加工過(guò) 的Mo-100粉末以小于10微米的一致粒度為特征。
[0053] 本發(fā)明的這一實(shí)施方案的另一方面涉及用具有小于10微米的均勻粒度的精制 Mo-100粉末涂布靶背襯板的電泳法。將精制的Mo-100粉末懸浮在合適的極性有機(jī)溶劑（例 如無(wú)水硝基甲烷、硝基烷、異丙醇等）和合適的粘合劑（例如玉米蛋白）中，然后在選自大 約15°C至大約30°C的環(huán)境溫度下劇烈攪拌。
[0054] 然后將包含過(guò)渡金屬的陰極和包含導(dǎo)電金屬（例如銅）的陽(yáng)極浸到該懸浮液中。 橫跨陽(yáng)極和陰極施加大約150V至大約5000V、大約200V至大約4000V、大約250V至大約 3000V、大約300V至大約2500V、大約400V至大約2000V、大約500V至大約1500V的電勢(shì)大 約2分鐘至大約30分鐘的持續(xù)時(shí)間，以使Mo-100和粘合劑沉積到陰極上。橫跨陽(yáng)極和陰 極施加的特別合適的電勢(shì)是大約1200V。然后從該混合物中取出涂布的陰極并通過(guò)在由以 氬氣為例的惰性氣體提供的無(wú)氧的氣氛中在大約1500°C至大約2000°C、大約1300°C至約 1900°C、約1400°C至大約1800°C、大約1400°C至大約1700°C的溫度下加熱2-7小時(shí)、2-6小 時(shí)、4-5小時(shí)而燒結(jié)。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種方法能在靶背襯板（在本文中也稱(chēng)作"靶板"）上 沉積密度為可能理論密度的大約85%的鉬金屬層。
[0055] 這一實(shí)施方案的另一方面涉及可在其上安裝Mo-100的靶板。靶板構(gòu)造適合被 送達(dá)的質(zhì)子照射：（i)具有或沒(méi)有從延伸出的束線(xiàn)，或（ii)在不使用束線(xiàn)的自屏蔽回旋加 速器室中。靶板的寬度足以接收用回旋加速器產(chǎn)生的質(zhì)子能量的整個(gè)束點(diǎn)，即使相對(duì)于 入射束以大約7°至大約90°的所選角度傳送至靶板。通常在回旋加速器束線(xiàn)中生成的 束點(diǎn)校直為大約15毫米直徑。通常與蛋白質(zhì)束線(xiàn)呈一定角度放置Mo-100涂布的靶板， 在這種情況下，靶板上被照射的表面積是大約10毫米至大約15毫米X大約20毫米至 大約80毫米的細(xì)長(zhǎng)點(diǎn)。在不使用束線(xiàn)的自屏蔽回旋加速器中，用于安裝靶板的空間通常 為大約30cmX30cmX30cm至大約30cmX30cmX80cm。相應(yīng)地，為了大規(guī)模生產(chǎn)Tc-99m， 希望提供可用在（i)使用束線(xiàn)的回旋加速器，例如八(^^11〇6(1〇5^1〇1：1'〇1135^七61118 111(3. (ACSI,Richmond,BC,CA)、BestCyclotronSystemsInc. (Springfield,VA,USA)、IBAIndu strial(Louvain-la-Neuve,Belgium)制造的TRPET回旋加速器，和（ii)不使用束線(xiàn)的自 屏蔽回旋加速器中的靶板，例如GE?，sPETtraee?畫(huà)旋加速器系統(tǒng)（GE和PETtrace是GeneralElectricCompany,Schenectady,NY,USA的注冊(cè)商標(biāo)）。示例性的革E1板可以是被 質(zhì)子束相對(duì)于靶盤(pán)以90°照射的圓盤(pán)，或被與靶板呈小于90°角傳送的質(zhì)子束照射的細(xì) 長(zhǎng)板。
[0056] 但是，在Mo-100的質(zhì)子輻照過(guò)程中出現(xiàn)的一個(gè)重要問(wèn)題是生成過(guò)多的熱。因此， 必須將Mo-100涂布到作為良好導(dǎo)熱體并容易散熱的靶背襯板上。大多數(shù)合適的導(dǎo)熱金屬 的問(wèn)題在于它們具有相對(duì)較低的熔點(diǎn)。因此，已被Mo-100電泳涂布的包含導(dǎo)熱金屬的靶背 襯板在本文中公開(kāi)的用于提高涂布的Mo-100粉末的密度并使其粘附的燒結(jié)過(guò)程中存在熔 化的危險(xiǎn)。鉭已知具有非常高的熔點(diǎn)，即大約3000°C和更高。因此，鉭看起來(lái)可能是用于靶 背襯板構(gòu)造的優(yōu)選金屬襯底。但是，鉭的問(wèn)題在于，這種過(guò)渡金屬不是非常導(dǎo)熱。因此，鉭 用于靶背襯板要求使靶背襯板保持盡可能薄以通過(guò)朝向和圍繞靶背襯板背面流動(dòng)的冷卻 劑提供一定的冷卻，同時(shí)要提供足夠的厚度以在不破裂或崩解的情況下吸收熱并擋住可能 已離開(kāi)Mo-100層的殘留質(zhì)子。因此，我們研宄了用于在其上涂布Mo-100的鉭靶背襯板的 各種設(shè)計(jì)和構(gòu)造。一種途徑是如圖2和3中所例示在鉭靶背襯板的背面用機(jī)械制造一系列 的互連通道。在質(zhì)子輻照過(guò)程中使冷卻劑流過(guò)這些通道，因此耗散一些生成的熱。但是，我 們發(fā)現(xiàn)，圍繞鉭靶背襯板的背面提供冷卻劑流道損害了背襯板的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，即它們相當(dāng)撓 性并在冷卻劑流和質(zhì)子輻照的應(yīng)力下會(huì)破裂。我們已經(jīng)令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，用于使涂布到此 類(lèi)鉭靶背襯板上的Mo-100致密化并使其粘附的燒結(jié)過(guò)程也明顯使鉭襯底硬化，由此使靶 背襯板機(jī)械堅(jiān)固并在質(zhì)子輻照和冷卻劑經(jīng)由為此提供的通道圍繞靶背襯板的背面同時(shí)加 壓循環(huán)的過(guò)程中極其耐用。我們已經(jīng)確定，在借助圍繞靶背襯板背面的加壓冷卻劑流使溫 度保持在等于或低于大約500°C的同時(shí)，燒結(jié)的Mo-100涂布的含鉭靶板在被超過(guò)130微安 的16. 5MeV質(zhì)子照射時(shí)和在被超過(guò)300微安的18. 5MeV質(zhì)子照射時(shí)堅(jiān)固且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
[0057] 制造合適的靶所需的Mo-100質(zhì)量取決于質(zhì)子束點(diǎn)的尺寸。該靶應(yīng)至少匹配或 超過(guò)質(zhì)子束點(diǎn)尺寸。Mo-100的密度為大約10. 2克/立方厘米。相應(yīng)地，涂布靶板所需的 Mo-100質(zhì)量大致為"Mo-100的密度X靶面積X所需厚度"并針對(duì)所用束線(xiàn)的類(lèi)型（即針 對(duì)垂直照射或被與靶板呈小于90°角傳送的質(zhì)子束照射）計(jì)算。需要指出，質(zhì)子與靶呈一 定角度傳送不影響所需的Mo-100質(zhì)量，因?yàn)榧热辉诟淖儼信c質(zhì)子束的角度時(shí)只延伸出一 個(gè)束投影軸，涂層的所需厚度以與表面積提高速率相同的速率降低。
[0058] 表1提供了在回旋加速器常用的三種照射能量下，在用質(zhì)子束垂直照射下（即與 板呈大約90°)，沉積到圓形靶板上的鉬的靶厚度的列表。
[0059]表1

【權(quán)利要求】
1. 精制鉬-100金屬粉末的方法，其包括： 在包含大約3 %至大約40 %過(guò)氧化氫（H202)的溶液中氧化商業(yè)級(jí)Mo-100金屬粉末以 產(chǎn)生氧化鉬； 加熱包含氧化鉬和H202的溶液以使過(guò)量H 202變性； 將氧化鉬干燥； 在第一階段中，在包含少于大約5%氫的氣氛中，在大約300°C至大約500°C的溫度下 加熱所述干燥的氧化鉬大約15分鐘至大約3小時(shí)以形成M〇03; 在第二階段中，在包含少于大約5%氫的氣氛中，將溫度提高到大約600°C至大約 850°C達(dá)大約15分鐘至大約3小時(shí)的時(shí)間以形成M〇02; 在第三階段中，在包含至少大約75%氫的氣氛中，將溫度提高到大約1，000°C至大約 1，300°C達(dá)大約15分鐘至大約3小時(shí)的時(shí)間以形成精制的Mo-100金屬；和 回收精制的Mo-100金屬。
2. 制造涂有鉬-100金屬的硬化靶板的方法，其包括： 在極性有機(jī)溶劑中懸浮并混合具有小于大約10微米的粒度的精制鉬-100金屬粉末和 粘合劑； 在所述鉬酸鹽-100混合物中插入包含過(guò)渡金屬的陰極板和包含導(dǎo)電金屬的陽(yáng)極板； 對(duì)陽(yáng)極板和陰極板施加大約300V至大約1，300V的電勢(shì)； 從鉬酸鹽-100混合物中回收陰極板；和 將所述陰極板在大約1，200°C至大約1，900°C的溫度下燒結(jié)大約3小時(shí)至大約8小時(shí)。
3. 權(quán)利要求2的方法，其中所述過(guò)渡金屬是鉭。
4. 由鉬-100金屬粉末生產(chǎn)锝-99m的方法，其包括： 在基本無(wú)氧的環(huán)境中，在大約16MeV至大約30MeV和大約80 y A至大約300 y A下用質(zhì) 子照射涂有Mo-100的硬化靶板大約30分鐘至大約8小時(shí)； 回收照射過(guò)的靶板并將所述照射過(guò)的靶板輸送至锝-99m回收模塊； 用H202溶液從所述照射過(guò)的靶板中溶解鉬原子和锝離子以形成氧化物溶液； 將所述氧化物溶液的pH提高到大約13至大約15以在其中形成K2[M〇04]離子和 K[Tc04]尚子，或 Na2[Mo04]尚子和 Na[Tc04]尚子； 使調(diào)節(jié)過(guò)pH的氧化物溶液流過(guò)樹(shù)脂柱，以使K[Tc04]離子、或者Na2[M〇0 4]離子和 Na[Tc04]離子固定在其上，并從中洗脫K2[M〇04]離子或Na 2[Mo04]離子； 從所述樹(shù)脂柱中洗脫結(jié)合的K[Tc04]離子或Na[Tc04]離子； 使洗脫的K[TcOJ離子或Na[TcOJ離子流過(guò)氧化鋁柱，以使K[TcOJ離子或Na[Tc04] 離子固定在其上； 用水洗滌固定的K[Tc04]離子或Na[Tc04]離子；和 用鹽水溶液洗脫固定的K[Tc04]離子或Na[Tc04]離子；和 回收洗脫的Na[Tc04]或Na[Tc04]離子。
5. 權(quán)利要求4的方法，其中產(chǎn)生一種或多種氧化的鉬物類(lèi)，例如Mo 2(OH) (OOH)、 H2M〇203 (02) 4、H2M〇02 (02)等。
6. 用于由鉬酸鹽-100生產(chǎn)锝-99m的系統(tǒng)，其包括： 革巴艙裝置，用于在其內(nèi)安放Mo-100涂布的祀板； 靶艙拾取裝置，用于接合靶艙裝置并將靶室裝置送入靶站裝置； 靶站裝置，用于接收并在其內(nèi)安裝靶艙裝置，所述靶站裝置與回旋加速器接合并可與 所述回旋加速器通訊以用質(zhì)子照射Mo-100涂布的靶板； 接收室裝置，用于接收并在其內(nèi)安裝照射過(guò)的靶艙裝置； 將接收室裝置和靶站裝置互連的傳送管； 溶解/提純模塊，用于在其內(nèi)接收質(zhì)子照射過(guò)的Mo-100涂布的靶板； 輸送導(dǎo)管基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其將（i)靶艙拾取裝置與靶站裝置互連，（ii)靶站裝置與接收室 裝置互連；和（iii)接收室裝置與溶解/提純模塊互連；和 向靶站裝置供應(yīng)無(wú)氧的氣氛的裝置。
7. 權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其另外包含與所述傳送管接合的增壓站裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6的靶艙裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6的靶艙拾取裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6的靶站裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6的靶站接收室裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6的溶解/提純模塊。
13. 根據(jù)權(quán)利要求7的增壓站裝置。
【文檔編號(hào)】H05H6/00GK104508158SQ201380034224
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】P·謝弗, F·貝納爾德, K·R·巴克利, V·哈內(nèi)馬亞爾, C·H·曼努埃拉, J·A·克魯格, N·S·科瓦克斯, T·J·莫利, T·J·魯斯, J·瓦里安特, S·K·蔡斯勒, M·G·多德 申請(qǐng)人:加拿大國(guó)家粒子物理與核物理物理實(shí)驗(yàn)室