Verlag des Forschungszentrums Jülich

JUEL-3931
Kastleiner, Sascha
Kernchemische Untersuchungen zur Produktion einiger medizinisch relevanter Strontium- und Rubidium-Isotope
X, 101 S., 2001

In der palliativen Schmerztherapie von Krebspatienten mit Knochenmetastasen wird der längerlebige [beta]-Strahler ⁸⁹Sr (T_1/2 = 50,5 d) oft eingesetzt. Da korpuskuläre Strahlung allerdings außerhalb des Körpers nicht gemessen werden kann, fehlen Daten über die Bioverteilung. Die dem Patienten verabreichte Strahlendosis wird daher eher empirisch abgeschätzt. Der kürzerlebige Positronenstrahler ⁸³Sr (T_1/2 = 32,4 h, I_[beta]+ = 24 %) ermöglicht quantitative Studien der Biokinetik mittels PET-Untersuchungen und damit eine bessere Abschätzung der Dosis. In dieser Arbeit wurde die Möglichkeit der Produktion von ⁸³Sr über die protoneninduzierte Reaktion an hochangereichertem ⁸⁵Rb untersucht und mit der bekannten Produktionsmethode ⁸²Kr(³He,2n)⁸³Sr verglichen. Zu diesem Zwecke wurden intensive Kerndatenmessungen der ⁸⁵Rb(p,p'xn)- and ⁸⁵Rb(p,xn)-Reaktionen, die zu den Isotopen ^{84m, g}Rb, ⁸³Rb, ⁸²Rb, ⁸¹Rb und ^{85m, g}Sr, ⁸³Sr, ⁸²Sr, ⁸¹Sr führen, unternommen. Aus den gemessenen Anregungsfunktionen konnten die zu erwartenden theoretischen Ausbeuten errechnet und die optimalen Bedingungen für die Produktion von ⁸³Sr abgeschätzt werden. Der optimale Energiebereich liegt bei E_p = 35 → 30 MeV bei einer Targetausbeute von > 90 MBq/µAh und einer isotopen Verunreinigung von < 0,3 % ^85gSr. Ein integraler Test bestätigte diese Zahlen. Diese Ergebnisse wurden mit der Produktion von ⁸³Sr über den ⁸²Kr(³He,2n)-Prozess verglichen. Mit Hilfe der aus der Literatur bekannten Anregungsfunktionen wurden auch hier die zu erwartenden Ausbeuten und isotopen Verunreinigungen abgeschätzt und günstige Energiebereiche für die Produktion bestimmt. Im Energiebereich von 30 → 25 MeV beträgt die Ausbeute 10 MBq/µAh bei > 10% Verunreinigung durch ⁸²Sr. Diese Verunreinigung ist beim Energiebereich 18 → 10 MeV erheblich geringer (< 1 %), jedoch reduziert sich die Ausbeute auf 5 MBq/µAh. Die chemische Abtrennung der Radioisotope gelang bei den Kerndatenmessungen mittels HPLC und bei Produktionsbestrahlungen säulenchromatographisch. Die chemischen Ausbeuten lagen bei ≈ 100 %. Die experimentell bestimmten Kerndaten wurden mit theoretischen Berechnungen mit dem Hybrid-Modell-Code ALICE-IPPE 1996 verglichen. Dabei zeigte sich weitgehende Übereinstimmung. Die Bestimmung der Isomerenverhältnisse der Isomerenpaare ^85m,gSr und ^84m,gRb bestätigte die früheren Beobachtungen, dass bei höherer Projektilenergie der Zustand mit dem höheren Spin (^85gSr mit Spin 9/2⁺ und ^84gRb mit Spin 6^-) gegenüber dem Zustand mit niedrigerem Spin (^85mSr mit Spin 1/2^- und ^84mRb mit Spin 2^-) verstärkt gebildet wird.

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