Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 67-73. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 67-73. To determine the specific activity of 177Lu and associated radionuclide impurities during irradiation at the rector of the WWR-K, an assessm en t of the direct method of the 177Lu isotope and an analysis of the nuclear physical characteristics according to the literature data were carried out. This research work allows us to evaluate the possibility of obtaining 177Lu by reaction (n, y) at the WWR-K reactor from a natural and enriched lutetium target. Keywords: rare-earth isotopes, WWR-K research reactor, neutron irradiation, lutetium-177 Acknowledgments: the study was funded by the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan (program No. BR10965174). For citation: Determination of the specific activity of 177Lu and associated radionuclide impurities / A. N. Gurin [et al.] // Transactions of the to la Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 67-73. doi:10.37614/2949-1215.2023.14.2.011 Введение 177Lu с периодом полураспада (Т 1 / 2 ) 6,89 сут одновременно излучает элементарные Р-частицы, имеющие энергии 0,421 и 0,133 МэВ, и гамма-лучи (у), имеющие энергии 208 и 113 кэВ. Поэтому, поскольку 177Lu одновременно испускает Р-частицы, пригодные для медицинского лечения, и у-лучи, пригодные для получения изображения, он является идеальным радиоактивным изотопом, с помощью которого одновременно могут быть осуществлены медицинское лечение и получение изображения. 177Lu представляет собой один из радиоактивных изотопов, образующихся в ядерном реакторе. Его получают с помощью процесса непосредственного образования, при котором осуществляют нейтронное облучение обогащенной 17^и-мишени для образования 177Lu в соответствии с реакцией 176Lu(n, y)177Lu, или с помощью процесса непрямого образования, при котором обогащенную 176УЬ-мишень используют в качестве исходного материала в соответствии с реакцией 176Yb(n, y)177Yb(P~^)177Lu [1]. При непрямом процессе образования 177Yb получают с помощью реакции (n, у) в ходе нейтронного облучения мишени, обогащенной 176Yb, и при этом 177Yb с периодом полураспада 1,9 ч превращается в 177Lu вследствие распада. По существу, путем химического выделения 177Lu из Yb в ходе нейтронного облучения можно получать свободный от носителя 177Lu, имеющий удельную радиоактивность до 1,1 х105 Ки/г. Предполагается, что свободный от носителя 177Lu, имеющий высокую удельную радиоактивность, будет иметь повышенную ценность как медикамент для современной радиоиммунотерапии рака предстательной железы, рака молочной железы и т. д., вследствие чего возрастает потребность в обогащенных ' ’^ ^м иш е н я х в качестве исходного материала, свободного от носителя 177Lu [2]. Существует два альтернативных практических пути получения 177Lu, а именно прямой путь, основанный на облучении мишени лютеция нейтронами, и косвенный путь, основанный на облучении мишени иттербия нейтронами с последующим радиохимическим отделением 177Lu от изотопов иттербия. Оба пути изучались и обсуждались в последние годы. Прямое получение 177Lu: 176Lu (n, у) 177Lu с = 2100 b. (1) Данный метод наиболее предпочтительнее, так как 176Lu имеет сравнительно большое значение сечения реакции, 177Lu может быть получен напрямую с высокой специфичной активностью при облучении нейтронами 176Lu на ядерном реакторе. Вследствие эффективного значения сечения, реакция активации выше расчетных значений. При облучении мишени 176Lu в результате конкурирующей реакции образуется изомер 176Lu (n, у) 177mLu, который снижает радионуклидную чистоту 177Lu, подготовку получения, утилизацию отходов в клиниках. В природной смеси изотопов 176Lu содержится только 2,6 %. В продаже доступно лишь 60-80 % обогащенного оксида лютеция (176Lu). Единственным ограничением прямого пути является то, что образуется 177mLu. Получить максимальную специфическую активность можно только в высоком потоке нейтронов в реакторе, около 70 % от теоретического. Косвенный путь получения 177Lu: Р- 176Yb (n, у) 177Yb ^ 177Lu. (2) 1.9 ч © Гурин А. Н., Чакрова Е. Т., Медведева З. В., Солонинкина С. Г., Захаров В. А., Кулакова Е. К., Матвеева И. В., 2023 68