慕尼黑工业大学减少钼-99产物 - 锝-99m生产中的浪费

在慕尼黑工业大学（TUM）的研究型中子源Heinz Maier-Leibnitz（FRM II）进行的一项研究表明，在生产钼-99的产物锝-99m（Tc-99m）时产生的放射性废物可以被大大减少。

超过85%的核医学诊断测试使用Tc-99m，仅在德国，每年就有超过300万罐Tc-99m被使用。Tc-99m是通过用高中子通量辐照铀板或靶子而产生的，这种通量实际上只有在研究反应堆中才有。首先，铀-235产生钼-99（Mo-99），它以66小时的半衰期衰变为Tc-99m。半衰期为6小时，后者转化为锝-99，释放出诊断所需的伽马辐射。

目前的政治努力也在呼吁在医疗领域用低浓铀（LEU）取代高浓铀（HEU）。目前正在FRM II建造的Mo-99辐照设施正在为低浓铀的目标设计。

“然而，这导致了一个严重的问题：铀小板的铀-235浓缩度越低，辐照期间Mo-99的具体产量就越低，”FRM II的MEDAPP医疗辐照设施的仪器经理Tobias Chemnitz博士说。

为了能够满足世界对Tc-99m的需求，至少要对两倍的铀板进行辐照和处理，这取决于所使用的技术，这也导致了相应的废物量增加。

辐照后的晶圆只含有约0.1%的Mo-99，为了使其足够纯净地用于医疗应用，必须将其与其他材料仔细分离。目前有两种常见的标准工艺，基于酸性和碱性工艺。在碱性变体中，需首先用苛性钠处理。

然后使用复杂的化学分离过程将剩余的产品从水溶液中分离出来。如果使用LEU而不是HEU靶材，在钼产量相同的情况下，所产生的放射性废物量会增加一倍，达到每年多达15,000升的水基中度放射性废物。这些废物仍然必须被固化，以便适合最终储存。因此，Mo-99的生产每年在全世界产生375,000升的放射性废物。

为了解决这个问题，慕尼黑工业大学的Chemnitz和他的同事Riane Stene开发了一种不使用水性化学品的新方法来提取钼-99。他们与马尔堡菲利普大学的氟化学工作组合作，开发了一个系统，使铀钼试验片与三氟化氮在等离子体中反应。这些薄片的钼含量与被辐照的目标物中存在的钼含量相同。然后他们利用光控反应将多余的铀从钼中分离出来，这两种元素的分离与湿式化学分离一样有效，但相比之下，不会产生任何水体废物。

“目前全世界有六座生产Mo-99的大型辐照设施。在这些研究反应堆中，有四个已经超过40年的历史，这可能导致不可预见的维修和关闭。因此，我们很自豪，在FRM II这里，与法国的Jules-Horowitz反应堆一起，我们将能够满足欧洲未来对Mo-99的需求，”Chemnitz博士说。

TUM已经为该工艺申请了专利。即使仍然需要进一步的开发工作，慕尼黑工业大学的研究人员相信，从中期来看，它将代表一种可持续的替代现有工艺的方法减少Tc-99m生产中的浪费。

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