Versorgung mit 99 Mo. Grundlagen - Hintergründe - Perspektiven. NGN Schwerin 15. Juni Dr. rer. nat. H.-J. Gosink, Covidien Deutschland

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1 Versorgung mit 99 Mo Grundlagen - Hintergründe - Perspektiven Dr. rer. nat. H.-J. Gosink, Covidien Deutschland NGN Schwerin 15. Juni 2012

2 Mo-99 und Tc-99m Mo-99 Versorgungskette Hintergrund Versorgungsengpass Maßnahmen aufgrund Versorgungsengpass Ausblick 2

3 Mo-99 Versorgungskette 3

4 Herstellung von 99 Mo -Prinzip- Target mit angereichertem 235 U wird mit Neutronen in einem Reaktor bestrahlt Atom spaltet sich in verschiedene Isotope auf 99 Mo wird vom Rest abgetrennt, gereinigt und in Ampullen für die Produktion von 99m Tc/ 99 Mo -Generatoren gefüllt 4 Covidien June 22, 2012 Dr. rer. nat. H.-J. Gosink

5 Angereichertes U-235 Natürliches Uran U-235 : 0,7 % Low Enriched Uranium (LEU), für Reaktor geeignet U-235 : 3-20% High Enriched Uranium (HEU), für Waffen geeignet U-235 : > 85% Umstellung HEU LEU 5

6 Umstellung HEU/LEU LEU = weniger U-235 Reduzierung der Produktkapazität um Faktor 2-3 Aufwändig durch Umstellung des Produktionsprozesses Generatoren müssen in Europa und USA neu validiert werden Umstellungsprozess erfolgt in den nächsten Jahren 6

7 Globale Versorgungskette 99 Mo/ 99m Tc-Generatoren 7

8 Betrahlung von U-235 Targets im Reaktor Verwendung von Aluminiumtargets mit angereichertem U-235 Nur in Forschungsreaktoren - Neutronendichte - Targetaustausch Mehrere Targets werden gleichzeitig mit Neutronen bestrahlt Ca. 6% der gebildeten Isotope sind Mo-99 Dauer der Bestrahlung: ca. 5-7 Tage 8

9 Molybdän-Fabrik Covidien (Petten, NL) Herstellung von reinem 99 Mo-Bulk Auflösung der Targets aus dem Reaktor Verschiedene Isotopen mit hoher Aktivität Reinigung (Destillation/Sublimation/Säulen etc) Prozess dauert ca. 1 Tag Resultat - reines 99 Mo-Bulk Versendung des 99 Mo-Bulk an Produzenten von 99 Mo/ 99m Tc-Generatoren 9 Covidien June 22, 2012 Dr. rer. nat. H.-J. Gosink

10 Produktion von 99 Mo/ 99m Tc-Generatoren Mo-99 Lösung wird auf eine Standardkonzentration gebracht Mo-99 wird auf eine mit Aluminiumoxid gefüllte Säule aufgebracht Die Säule wird sterilisiert Der Generator wird mit einer Bleiabschirmung und einer Elutionsvorrichtung versehen Jeder Generator wird einer Qualitätskontrolle unterzogen (Funktion, Aktivität, 99 Mo-Durchbruch) Distribution an Kunden 10

11 Hintergrund 99 Moversorgungsengpass 11

12 Global locations Covidien erhält reines 99 Mo-Bulk aus allen 99 Mo -Fabriken Diese 99 Mo -Fabriken greifen auf alle derzeit verfügbaren Reaktoren zu Kapazitätsengpässe in einem dieser Reaktoren beeinflusst die weltweite 99 Mo- Versorgung 12

13 Reaktorleistung Mo-99 Situation 2007 Europa Safari Südafrika 11% Osiris, Frankreich 6% BR2 Belgien 6% 2007 NRU Kanada 45% HFR Niederlande 32% 13

14 Reaktorausfälle HFR (Petten, NL) 31% des weltweiten Bedarfs an Mo-99 NRU (Chalk River, Kanada) 45% des weltweiten Bedarfs an Mo-99 August 2008 Kleine Areale mit dünnen Stellen auf der Innenseite des primären Kühlsystems Reaktor musste runtergefahren werden Wiederanfahren Februar 2009 Lizenz unter Auflagen der Niederländischen Regierung bis zum 1. März 2010 Ende Februar 2010 Abschaltung und Start der Reparatur. Geplante Dauer bis Ende August Ende September 2010 Wiederanfahren des Reaktors Mai 2009 Schliessung nach Leck im primären Kühlsystem und Austritt von Aktivität April - September 2010 Geplantes Wiederanfahren des Reaktors wird mehrmals verschoben Ende September 2010 Wiederanfahren des Reaktors ca. 75% des 99 Mo-Bedarfs stand nicht zur Verfügung 14

15 Maßnahmen aufgrund 99 Mo-Versorgungskrise 15

16 99 Mo-Versorgungsengpass Maßnahmen Nuklearmedizin Effizienter Einsatz von 99m Tc Beispiele: Ausgedehnte Arbeitszeiten Arbeiten am Wochenende Mehrfachelution Adaption des Untersuchungsprogramms nach Aktivitäts-Verfügbarkeit Anpassung der applizierten Aktivitäten und Untersuchungsprotokolle Nutzung alternativer Radiopharmazeutika ( 201 Tl, 123 I, 18 F) 16

17 99 Mo-Versorgungsengpass Management Generatorversorgung (Covidien) Versorgung Fair-share Politik Flexible Generatorproduktion (z.t. Sonntag) Flexible Reorganisation der Generatordistribution Kommunikation 3-Monats-Prognosen Möglichst frühzeitige Lieferinformation 17

18 99 Mo-Versorgungsengpass Kurzfristige Maßnahmen (Covidien) Erhöhung der 99 Mo-Produktion Mehr 99 Mo-Produktionsläufe Kürzere Bestrahlungszeiten Investition in mehr Bestrahlungspositionen Investition in zusätzliche Produktionszyklen Verträge mit zusätzlichen 99 Mo-Bulk-Produzenten IRE, Belgien NTP, Südafrika Nordion, Kanada 18

19 99 Mo-Versorgungsengpass Langfristige Maßnahmen (Covidien) Investitionen in Liefersicherheit 99 Mo Validierung und Zulassung von 99 Mo aus dem Maria-Reaktor in Polen (exklusiv Covidien) Validierung und Zulassung von 99 Mo aus dem LVR-Reaktor in Tschechien Mitarbeit bei Planung und Bau neuer europäischer Reaktoren Kooperation mit Babcock & Wilcox zur Konstruktion eines Flüssigreaktors in den USA (exklusiv Covidien) Evaluierung weiterer möglicher 99 Mo-Quellen 19

20 Ausblick 20

21 Kosten 99 Mo Mitteilung der Kommission an das Europäische Parlament und den Rat über medizinische Anwendungen ionisierender Strahlung und die Sicherheit der Versorgung mit Radioisotopen für die Nuklearmedizin (August 2010) Als mit der Mo-99-Produktion in diesen Reaktoren begonnen wurde, wurde dies als Nebentätigkeit angesehen, so dass die Reaktorbetreiber nur die Erstattung der direkten kurzfristigen Zusatzkosten verlangten. Die Vernachlässigung der umfassenden Kosten führte zu Preisen für die Target-Bestrahlung, die auch heute noch zu niedrig sind, um für industrielle und kommerzielle Investoren interessant zu sein, zumindest bei den Produktionsmengen von rohem Mo

22 Versorgung 99 Mo (Europa) Laufzeiten Reaktoren 22

23 Versorgung Europa Reaktoren : 7 Reaktoren BR2 Belgien 6% Osiris, Frankreich 6% Maria, Polen 6% LVR Tchechien 4% NRU Kanada 34% Safari Südafrika 11% HFR Niederlande 33% 23

24 Neue Reaktoren (im Bau) Heinz Maier-Leibnitz (FRM-II)-Reaktor in Garching, Deutschland Einbau neuer Bestrahlungstechnik (für 99 Mo geeignet) Einsatzbereit voraussichtlich 2015 Jules-Horowitz-Reaktor in Cadarache, Frankreich Neubau Europäisches Zentrum für Materialtests Einsatzbereit geplant 2015/

25 Neue Reaktoren (geplant) USA Flüssigreaktor: Kooperation Covidien / Babcock & Wilcox erste Pilotanlage ca PALLAS in Petten, NL Europäisches Zentrum zur 99 Mo-Gewinnung Einsatzbereit geplant MYRRAH in Mol, Belgien Europäisches Zentrum für Bestrahlungs-Forschung Einsatzbereit geplant

26 Alternative Methoden 99 Mo-Produktion Herausforderungen Alternative Methode bedeutet andere Kernreaktionen Erschliessung von Quellen für ausreichende Menge neuer Ausgangsmaterialen Entwicklung neuer Methoden zur Aufarbeitung und Aufreinigung von 99 Mo Neue rechtliche Verfahren für die Produktion und Zulassung Investitionen in neue Produktionsstätten und Logistik 26

27 Alternative Methoden 99 Mo-Produktion Initiativen (Beispiel 1) Cyclotron ( 100 Mo) 100 Mo natürliches Vorkommen 10%, Anreicherung auf 98% ist aufwändig 100 Mo(p,pn) 99 Mo Technisch zu aufwendig nicht umsetzbar 100 Mo(p,2n) 99m Tc für lokale Versorgung denkbar (500 Cyclotrone notwendig) Aufwändige Aufarbeitung des 99m Tc notwendig (Pharmakopoe) 27

28 Alternative Methoden 99 Mo-Produktion Initiativen (Beispiel 2) Bestrahlung von 98 Mo mit thermischen Neutronen: 98 Mo(n,g) 99 Mo Alternative zu 235 U Natürliches Vorkommen: 25%, Anreicherung auf 90% möglich Geringe Ausbeute Geringe spezifische Aktivität an 99 Mo (= kleine 99m Tc-Generatoren) Hohe Entwicklungskosten für alternative Produktionsmethoden Produktion von 99 Mo in Forschungsreaktoren ist derzeit effektivste Methode für weltweite Versorgung 28

29 Zusammenfassung und Ausblick Investitionen in die Erneuerung der 99 Mo-Versorgungskette sind auf dem Weg Erforschung alternativer Produktionsverfahren für 99 Mo Bis zur Inbetriebnahme der ersten neuen Reaktoren können weiterhin Zeiten mit 99 Mo-Verknappungen auftreten Management möglicher weiterer Engpässe durch Anwender und Hersteller ist verbessert 29