2放射性核素的制备教材.ppt

核技术应用 第三讲 实用的放射性核素发生器中，子体核素的半衰期短，而母体核素的半衰期相对较长。放射性核素发生器以其母子体核素或直接以子体核素来命名，例如母体为99Mo、子体为99mTc的装置就叫99Mo-99mTc发生器或99mTc发生器。 2.3.3 加速器生产放射性核素的特点 带电粒子核反应的库仑势垒高，适于制备轻元素的放射性核素如11C、13N、15O和18F等。 加速器生产核素时，入射粒子是带电粒子，所生成的放射性核素都是贫中子的核素。 加速器生产的放射性核素，一般与靶核不是同一元素，故易于用化学分离，制得高比活度或无载体的放射性核素。 加速器生产放射性核素也有一些缺点，如大部分核素的生产能力要比反应堆生产小得多，生产成本高；制备靶及靶子冷却技术难度大；较短的半衰期使它的使用范围（时间、空间）受到限制。 2.3.4 加速器生产放射性核素的核反应类型 加速器生产放射性核素中发生的主要核反应有：采用α粒子引发的核反应、氘核引发核反应、质子核反应、3He引起的核反应等。 采用α粒子引发的核反应有（α，n）、（α，p）、（α，2n）等。 氘核反应有（d，n）、（d，2n）、（d，α）反应。 质子引发的(p，n)反应是加速器生产放射性核素的主要核反应， 3He引起的核反应有（3He，n）、（3He，2n）、（3He，p）等。 2.3.5 加速器生产放射性核素 加速器参数 核反应产额 产品核纯度 A 核反应的选择 ①带电粒子束必须具有足够的能量 ②带电粒子束必须具有足够的粒子流量 入射粒子静止质量越小，能量越大，靶核原子序数越小，则产额越大 发生核反应时，可能同时会发生竞争反应，从而导致产品纯度不高，因此需要选择合适的核反应及入射粒子能量 B 加速器用靶件的制备 固体靶 液体靶和气体靶 ①内靶方式是将靶件放在加速器的真空室内照射， 其生产效率高，但操作复杂。 ②外靶方式是将粒子束引出真空室，在真空室外面 照射靶件。 有专门的靶材料液体/气体进出管道 合适的厚度、耐高温、导热性能好、热稳定性好、熔点高 C 辐照产额计算 带电粒子引起核反应的反应截面，强烈地依赖于轰击粒子的能量。这种核反应截面随入射粒子通量变化的函数关系，称激发函数。已知激发函数后，“厚靶”辐照时所期望获得的放射性核素总放射性量A可表示如下： 当辐照时间显著小于（至少5倍）同位素的半衰期时，上式可近似表示如下： D 辐照靶件的处理 粒子束轰击后的靶件经各种物理、化学方法处理后，可得到无载体的放射性核素。 固体靶：1）易挥发物质：干法蒸馏技术进行分离提取，固体靶还可反复使用；2）难挥发物质：溶解、萃取、层析或共沉淀等，靶件一次性使用。 液体靶和气体靶：相对要简单些。 2.3.6 加速器生产放射性核素的应用 工业上， 57Co、22Na、109Cd作为穆斯堡尔效应、正电子湮没技术、X 射线荧光分析用的放射源。 在农业和环境保护中，47K、74As、203Pb 示踪原子。 在医学上的应用，柠檬酸67Ga用于肿瘤诊断，123I标记的碘化钠用于诊断甲状腺。 2.3.7 加速器生产放射性核素123I 1. 直接法制备 直接法制备123I需要中、低能加速器，用质子或氘在富集Te同位素上引发核反应。Te靶制备中使用高丰度的Te同位素如124Te、123Te和122Te的氧化物，通过加热将这些氧化物熔融在Pt（铂）盘内形成辐照靶。照射后的靶需要经过化学方法分离出123I。 123I的化学分离方法多用干法蒸馏法。其具有操作简单、蒸馏时间短（几分钟）、回收率高（接近100%）、放射性废物量小等优点 2. 间接法制备 国际上主要发展的间接法有：127I（p，5n）123Xe→123I、124Xe（p，x）123I和124Xe（γ，n）123Xe→123I。间接法生产123I需要使用中、高能回旋加速器或电子加速器，主要杂质为半衰期60d的125I 20世纪80年代，出现了采用高富集度的124Xe通过124Xe（p，x）123I 反应生产123I 的方法。 也有用高富集度124Xe、电子加速器，通过124Xe（γ，n）123Xe核反应也可制备123I。 2.4 放射性核素发生器 放射性核素发生器是人工放射性核素获得的另一种方式。它通过简单的操作，能定期从长寿命的母体核素中分离出短寿命子体核素，为短寿命子体核素的应用，特别是在那些远离反应堆和不具备加速器的地方应用提供了有利条件。目前放射性核素发生器应用最多的还是核医学。它所使用的母体核素也是通过反应堆或加速器生产的。 2.4.1