بهينه سازي توليد راديوايزوتوپ 18F با استفاده از روش مونت كارلو

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

فيزيك

كارشناسي ارشد

استفاده از راديونوكلئيدها در پزشكي هسته‌اي جهت تشخيص و درمان سرطان ضروري است. يكي از راه‌هاي توليد راديونوكلئيد‌هاي پزشكي تابش هدف در سيكلوترون است. سيكلوترون نوعي شتاب‌دهنده ذرات است كه مي‌تواند به ذرات باردار هسته‌اي (پروتون، دوترون و هسته‌هاي هليوم) شتاب دهد. پس از شتاب‌دار شدن، شار مشخصي از پرتو به سمت هدف مورد نظر تابانده مي‌شود وهسته اتم‌هاي مادة هدف را برانگيخته مي‌كند و در نتيجه راديوداروي مورد نظر توليد مي‌شود. در حال حاضر مي‌توان با استفاده از سيكلوترون انواع راديوداروها از جمله 11C، 15O،13N و ....كه در تشخيص و درمان به‌كار برده مي‌شوند را توليد نمود. ردياب هسته‌اي كه به‌طور پيوسته در مراكز PET مورد استفاده قرار مي‌گيرد فلئورو دي اكسي گلوگز است. نيمه عمر نزديك به دو ساعت، 18F را به پركاربرد‌ترين راديونوكلئيد در تحقيقات و پزشكي هسته‌اي تبديل كرده است. اين راديونوكلئيد به‌طور مستقيم از شتاب‌دهنده سيكلوترون توليد مي‌شود. از آنجايي كه هزينة راه‌ اندازي شتاب‌دهنده‌ها بسيار بالاست، توليد راديونوكلئيد با حداكثر بازدة ضرورت دارد. لذا نياز است كه درصد غناي اكسيژن-18 و نيز زمان پرتودهي بهينه سازي شود به‌طوري كه با كمترين هزينه بتوان به حداكثر بازده توليد محصول دست يافت. هم‌چنين با توجه به وابستگي سطح مقطع برهم‌كنش هسته‌اي راديونوكلئيد 18O نسبت به انرژي ذرات بمباران كننده و نيز با در نظر گرفتن الزامات فني مانند نقطه جوش، ضريب انبساط حرارتي، ضريب هدايت گرمايي و غيره، انرژي پرتوهاي پروتوني بايد طوري تنظيم شود كه افزايش احتمال انجام برهم‌كنش هسته‌اي منجر به توليد راديونوكلئيد فلوئور-18 را در پي داشته باشد. در اين تحقيق ابتدا با استفاده از كد كامپيوتري MCNPX، شبيه¬سازي توليد 18F از طريق شتاب‌دهنده سيكلوترون مدل cyclone30 بررسي شد كه با استفاده از شار به‌دست آمده از كد MCNPX و مقادير سطح مقطعTECDOC- 1211 اكتيويته نهايي18F را در مدت زمان‌هاي متفاوت و غناهاي متفاوت آب غني شده حاوي 18O به دست آورديم. در ادامه آن اكتيويته نهايي برهم‌كنش 18O (p,n) 18F به ازاي انرژي MeV 17 و MeV19 و جريان‌هاي مختلف پرتوي پروتوني در پايان مدت زمان 30 دقيقه پرتودهي و در غناي ايزوتوپي 18O برابر 95% بررسي شد . سپس به ازاي پرتوهاي پروتوني با انرژي‌هاي متفاوت (6 الي 12) در غناي ايزوتوپي 18O برابر 90%، 95% و 97% در پايان مدت زمان‌هاي مختلف و هم‌چنين در پايان 6 ساعت پرتودهي با استفاده از كد MCNPX، سرانجام بهينه انرژي پرتو و مدت زمان بمباران پروتوني براي دستيابي به حداكثر بهره توليد راديونوكلئيد 18F به روش سيكلوتروني برآورده گرديد.

210484

هسته اي

فيزيك

دانشگاه صنعتي اصفهان

آذر تفريحي

مريم حسنوند، احمد شيراني

محمدحسن علامت ساز، عليرضا كريميان