Erzeugung von Molybdän-99 (I)

Transkript

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2 Erzeugung von Molybdän-99 (I)

3 Tc-99-Chemie

4 Technetium-99m Working Horse der Nuklearmedizin - Kurze, aber für nuklearmedizinische Untersuchungen ausreichende Halbwertzeit von 6,04 h - Die Emission niederenergetischer γ Strahlung von 140 kv. Diese Energie liegt im optimalen Bereich der Nachweisempfindlichkeit der Detektoren - Keine Emission von β Teilchen, dadurch werden lokale Strahlenbelastungen vermieden - Hohe Verfügbarkeit, Durch die Benutzung von 99 Mo / 99m Tc-Generatoren kann 99m Tc periodisch am Ort seiner Verwendung erzeugt und weiterverarbeitet werden - Die Markierbarkeit einer großen Anzahl von medizinisch relevanten Substanzen mit 99m Tc

5 Chemie des Technetiums - Radioaktives Element - Nur auf künstlichem Wege erzeugbar - Übergangselement der 7. Gruppe des Periodensystems - Oxydationsstufen +7 bis -1 - Vielfache Komplexierungsreaktion - Synthese von Technetiumkomplexverbindungen mit physiologisch verträglichen Liganden (Substanzen mit O -, -COO -, -S - und NH 2 Donatoren) gelingt in wässriger Lösung erst nach Reduktion des Tc(VII) in niedere Oxydationsstufen (+5, +4, +3)

6 Radiotracer in der Medizin

7 Radionuklidgeneratoren

8 99 Mo / 99m Tc-Sterilgenerator

9 Radionuklidgeneratoren Zur Bereitstellung von kurzlebigen radioaktiven Isotopen werden Radionuklidgeneratoren genutzt Voraussetzungen für die Herstellung der Generatoren sind: - Verfügbarkeit zweier sich im genetischen Zusammenhang befindlichen Radionuklide (langlebige Mutter und kurzlebige Tochter im Gleichgewicht) - Realisierung einer chemischen Trennoperation Apparative Anordnung eines Radionuklidgenerators nennt man auch Generator/Generatorsystem, Melksystem oder Kuh ( cow ) Radionuklidgeneratoren haben folgende Merkmale: - Unabhängig von Reaktoren oder Beschleunigern verwendbar - Grundlage ist die Trennung von Tochter- und Mutternuklid (wiederholbar, reproduzierbar und selektiv, Fraktion der Tochter möglichst rein) - Zeitaufwand für die Trennung soll möglichst klein sein, auf jeden Fall kleiner als die HWZ der Tochter Literatur:

10 Radionuklidgeneratoren, Grundlagen (Teil 2)

11 99m Tc-markierte Peptide

12 Auswahl von In-vivo 99m Tc- Radiopharmaka

13 Einige radioaktive Nuklide, die im Zyklotron hergestellt werden

14 Zusammenhang

15 Positronenstrahler und ihre Eigenschaften

16 Stabilitätsinsel - Quantenmechanische Rechnungen ergaben, dass jenseits der Transuranelemente Z= 114 ein Gebiet mit einer großen Stabilität der Atomkerne existieren kann (Stabilitätsinsel) Atomkerne mit abgeschlossenen Neutronen- und Protonenschalen - Magische Zahlen in diesem Gebiet: 114 für Protonen 184 für Neutronen - Bisher noch nicht synthetisiert bzw. charakterisiert, noch in der Natur gefunden - Möglichkeit der Erzeugung in Beschleunigern (GSI Darmstadt)

17 Herstellung von Transuraniumelementen I - Im Kernreaktor während des Abbrandes der Kernbrennstoffe im Reaktor entstehen nicht nur verschiedenste Spaltnuklide, sondern durch Neutroneneinfang des 238 U und anschließend β - Prozesse höhere Transuraniumelemente Beispiel: mit Reaktoren sind wägbare Mengen an TUE mit Ordnungszahlen Z<100 herstellbar

18 Herstellung von Transuraniumelementen II - Synthese durch thermonukleare Reaktionen *Elemente Einsteinium (Z = 99) und Fermium (Z = 100) wurden in den Produkten der ersten thermonuklearen Explosion (1952 Bikini-Atoll) entdeckt *annahme: Aufnahme von bis zu 19 Neutronen durch 23892U, anschließend mehrere β - -Prozesse: - Herstellung mit Beschleunigern *schwerste Elemente lassen sich nur durch Kernreaktion mit energiereichen schweren Ionen synthetisieren (siehe Tabelle) (J.T. Oganesian, P. Armbruster, S. Hoffmann, G. Münzenberg)

19 Synthese künstlicher Elemente I - Stand 1939 waren incl. Des Urans 88 Elemente gefunden - Bis heute die vier fehlenden Elemente Technetium, Promethium, Astat, Francium aufgefunden - Inzwischen Elemente bis zur Kernladungszahl Z = synthetisiert - Alle schwersten Transuraniumelemente sind radioaktiv mit geringen Halbwertzeiten der bisher bekannten Isotope - Radioaktive Umwandlung: α-umwandlung, Spontanspaltung - Große Schwierigkeiten bei Nachweis und erst recht bei chemischer Charakterisierung

20 Seaborgium: Oxidhydroxid-Chemie Experimentelle Ergebnisse

21 Seaborgium: Oxidhydroxid-Chemie Das Experiment

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