Máy gia tốc cộng hưởng từ và sự sản xuất các đồng vị phóng xạ PET

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỂN THƠNG
-----❧❧•❧❧-----

BÀI DỊCH MƠN CƠNG NGHỆ CHẨN
ĐỐN HÌNH ẢNH 1
Đề tài: Máy gia tốc cộng hưởng từ và sự sản xuất
các đồng vị phóng xạ PET

GVHD: Ts Nguyễn Thái Hà
Sinh viên thực hiện:
Hoàng Ngọc Đăng

2012 1511

Hà Nội, 01/2017
1


Giới thiệu
Hơn 3000 nuclides được biết đến, trong đó khoảng 270 là ổn định và
phần cịn lại có tính phóng xạ. Đa số các hạt nhân phóng xạ nhân tạo
được sản xuất trong máy gia tốc và lò phản ứng. Trong cơng nghệ PET,
chỉ hạt nhân phóng xạ positron-emitting được yêu cầu và chỉ có một vài
bộ phát positron của tất cả các hạt nhân phóng xạ đã được sử dụng phù
hợp trong các nghiên cứu lâm sàng.
Những hạt nhân phóng xạ bao gồm 11C, 13N, 18F, 15 độ, vv và được
sản xuất trong máy gia tốc. Các hoạt động của một máy gia tốc và sản
xuất các động vị phóng xạ hữu ích với bộ phát positron được mơ tả dưới
đây.

Quá trình hoạt động của máy gia tốc
Trong một máy gia tốc (Hình 6-1), các hạt mang điện (S) được gia tốc
trong hai điện cực kim loại rỗng hình chữ D gọi là Dees (A và B) dưới
chân của một trường điện từ. Tính hạt có thể là ion dương (ví dụ như
proton, deuteron, một hạt) hoặc ion âm (ví dụ điện âm nguyên tử hydro,
H-).Sau đây là một mô tả của một máy gia tốc gia tốc các hạt H- (ion âm
cyclotron).
Các ion này được lấy từ một nguồn ion (S) đặt ở vị trí trung tâm Máy gia
tốc. Các nguồn ion là một phòng nhỏ nằm giữa hai tiêu cực cao áp (V)
(1 đến 3kV) khí tantali cathodes. Hydrogen chảy (4 đến 10 ml / phút)
vào buồng. Electron phát ra từ catốt bởi từ trường của nam châm tương
tác với chính các nguyên tử hydro để tạo thành một plasma trong buồng
mà bao gồm 3 đơn vị: proton, mang điện tích âm các nguyên tử hydro
H-, và hydrogen trung tính nguyên tử. Trong một số Máy gia tốc, các
chất khí bị ion bằng cách áp dụng 20KV DC, sản xuất proton và H-.
Proton hoặc các ion hydro tiêu cực (H) được kéora khỏi phòng nguồn
2


ion qua một khe hẹp bởi sự tĩnh điện lực lượng phụ thuộc vào sự phân
cực của Dees.

Hình 6-1. Một minh họa sơ đồ của
một cyclotron:
V:điện áp xoay chiều;
S:nguồn ion;
A và B:Dees dưới Khoảng chân
không;
D:Lá cacbon
W: cửa sổ.

Hai Dees (A và B) là một nửa chiếc bánh hình troughlike, đồng rỗng
,cấu trúc kết nối với một chiều cao áp (30KV) Dao động oper-ating tại
tần số vô tuyến 16 đến 25MHz và được định vị giữa hai cực của một
nam châm điện. Trong một số máy gia tốc, có bốn Dees mà trông giống
như một phần tư của một pie. Bên trong của Dees được lưu giữ tại cực
chân không cao áp (10-6 mtorr cho các ion dương và 10-7 mtorr cho các
ion âm). Kể từ H- có thể mất các electron của nó trên sự tương tác với
các phân tử bên trong dee, chân không cao như vậy là cần thiết trong
cyclotron ion âm, đó là mười lần cao hơn trong máy gia tốc ion dương.
Ion tích điện được thu hút hướng tới một dee với một khoản phí đối diện
trong suốt chu kỳ của dao động dạng sóng điện áp tần số vô tuyến và đi
vào dee. Trong khi các dee trống rổng, các ion không gặp bất kỳ tính
chất điện nào, nhưng đang phải chịu một từ trường được cung cấp bởi
một nam châm điện lớn (lên đến 2 tesla). Bên dưới từ trường, con đường
3


của các ion uốn cong như vậy mà là các ion đạt được cạnh của dee, sự
phân cực của dee được thay đổi. Tại thời điểm này, các ion được đẩy lùi
bởi các dee và cũng thu hút về phía dee ngược lại, do đó tăng năng
lượng động lực hơn để tăng tốc. Các tần số vô tuyến như vậy là đồng bộ
mà mỗi khi các ion qua ngã tư dee, cực của dee được thay đổi và các ion
có được năng lượng và du lịch trong một quỹ đạo lớn hơn trong dee. Đối
với một máy gia tốc đặc biệt, năng lượng của các ion phụ thuộc trên bán
kính của các máy gia tốc, từ trường và điện tích và khối lượng của ion.
Như vậy, động năng (KE) của các ion được cho bởi
K. E=(qMr)2/(2m)
trong đó q là điện tích của hạt, M là từ trường trong gauss, r là bán kính
của cyclotron, và m là khối lượng của hạt. Vì ion H- tiêu cực khơng

tương tác với các hạt nhân của các mục tiêu và ion dương làm, từ 2 đến
5 mm dày <4cm đường kính carbon lá (D) là chèn theo chiều dọc bên
trong máy gia tốc để tách hai electron để sản xuất ion dương (tức là
proton), mà sau đó có thể gây ra các phản ứng hạt nhân tại mục tiêu hạt
nhân. Các vị trí của lá carbon do máy điều khiển. Bằng cách sử dụng hai
carbon-tước lá và tước chỉ là một phần của chùm tia qua mỗi một, các
chùm tia có thể được chia thành hai mà là nhằm vào hai riêng biệt mục
tiêu cùng một lúc. Dưới ảnh hưởng của nam châm điện, các proton sau
đó vượt ra ngồi qua cửa sổ (W) như một tia bên ngoài. Các động năng
của các hạt gia tốc có thể thay đổi từ vài MeV đến vài tỷ điện tử vơn
(GeV), tùy thuộc vào kích thước và thiết kế của máy gia tốc. Đối với
một máy gia tốc nhất định, năng lượng tia bên ngoài vẫn không đổi,
trong khi năng lượng chùm tia nội bộ khác nhau toả tròn bên trong máy
gia tốc. Ở đây năng lượng biến đổi của các hạt này có thể được sử dụng
bằng cách đặt một đầu dò tại các vị trí bố trí hình trịn khác nhau. Hạt
nhỏ khác nhau, cụ thể là, một hạt, proton, deuteron, 3He, và một vài ion
nặng có thể tăng tốc tùy thuộc vào Thiết kế của máy gia tốc. Các hoạt
4


động của máy gia tốc là chủ yếu là tự động với tối thiểu các thao tác tay
đầu vào và được điều khiển bằng máy tính.

Máy gia tốc cộng hưởng từ y học
Máy gia tốc cộng hưởng từ trong y tế là máy gia tốc nhỏ gọn mà chủ
yếu được sử dụng để sản xuất ngắn ngủi các hạt nhân phóng xạ positron
phát quang sử dụng cho hình ảnh PET. Hầu hết các bộ phát positron hữu
ích lâm sàng được hình thành bởi các phản ứng hạt nhân với các hạt
năng lượng thấp và do đó các máy gia tốc nhỏ gọn. Đây là những sản
phẩm có sẵn và có thể được cài đặt trong một không gian tương đối nhỏ.

Hơn nữa, trong máy gia tốc cộng hưởng từ y tế, các ion hydro tiêu cực
(H) thường được tăng tốc, vì khơng giống như trong máy gia tốc ion
dương, các nhà ở của máy gia tốc khơng trở thành phóng xạ trong máy
gia tốc ion âm. Cũng thế, các chùm tia có thể được chia ra làm hai lá
carbon-tước để hai mục tiêu có thể được chiếu xạ cùng một lúc. Trong
khi đó, năng lượng hạt có thể ở phạm vi của một tỷ điện tử vôn trong
máy gia tốc năng lượng cao, năng lượng tiêu biểu của các proton hoặc
hạt H- trong máy gia tốc y tế nằm trong khoảng giữa 10 và 18MeV.
Trong một số máy gia tốc y tế, cả hai deuterons và hạt H- thể thay thế
cho nhau được tăng tốc bằng cách chuyển các nguồn ion giữa deuterium
và hydro. Che chắn là một mối quan tâm lớn cho việc cài đặt máy gia
tốc. Trong khi đó, máy gia tốc năng lượng cao, che chắn được thực hiện
chủ yếu bởi bức tường bê tông dày và với tách lớn giữa các bức tường
và các máy gia tốc, máy gia tốc y tế chủ yếu là tự che chắn với các khối
chì vì tính chất nhỏ gọn của mình. Việc che chắn thường bao gồm bốn
khối trục tọa dẫn hỗ trợ trên đế lót ly mà bánh xe vào và ra cho đóng cửa
và mở cửa của góc phần để dễ dàng truy cập vào các máy gia tốc cho
việc bảo trì. Các hoạt động của một máy gia tốc y tế là một loại chìa
khố và máy tính điều khiển, và một kỹ thuật viên được đào tạo tối ưu
5


có thể hoạt động nó mà khơng gặp khó khăn.Máy gia tốc y tế điển hình
được hiển thị trong hình. 6-2. Các máy gia tốc từ các nhà sản xuất khác
nhau được liệt kê trong Bảng 6.1.

Hình 6-2. Máy gia tốc thương mại, RDS ECLIPSE, phát triển và sản
xuất bởi Innovations CPS. (Courtesy of Innovations CPS, Knoxville,
TN, USA.) Các tính năng của máy gia tốc này được đưa ra trong Bảng
6.1.

Phản ứng hạt nhân
Khi mục tiêu của các yếu tố ổn định được chiếu xạ bằng cách đặt chúng
ở bên ngoài dầm hoặc trong chùm nội bộ của các hạt gia tốc tại một bán
kính nhất định bên trong một máy gia tốc, các hạt tương tác với các hạt
nhân bia và phản ứng hạt nhân xảy ra. Tùy thuộc vào năng lượng động
học, các hạt ngẫu nhiên có thể được hấp thu hoàn toàn, để lại tất cả năng
6


lượng của mình, hoặc có thể để lại các hạt nhân sau khi tương tác với
một hoặc nhiều nucleon, để lại một phần của năng lượng của nó. Phản
ứng hạt nhân liên quan đến rất nhiều hạt năng lượng cao được gọi là
spallations, trong đó có nhiều nucleon được phóng ra từ các hạt nhân của
các sự tương tác trực tiếp của các hạt ngẫu nhiên. Trong cả hai trường
hợp, một hạt nhân kích thích được hình thành, và năng lượng kích thích
được xử lý bằng sự phát xạ của proton và neutron, với điều kiện nó được
kích thích ở mức độ cho phép. Tùy thuộc vào năng lượng lắng đọng,
một số nucleon có thể được phát ra dẫn đến việc tạo thành các hạt nhân
phóng xạ khác nhau. Lớn hơn năng lượng trầm lắng, nhiều hạt được phát
ra, và một loạt các hạt nhân phóng xạ được hình thành. Một phản ứng
hạt nhân đơn giản gây ra bởi một p proton vào một mục tiêu Az X có thể
được đưa ra bởi

A
Z

X(p,n) AZ+1Y

trong đó n là các neutron phát ra và là hạt nhân phóng xạ được

hình thành.

7


Bảng 6.1. Đặc điểm của máy gia tốc y tế từ các nhà sản xuất
khác nhau.

Các vật liệu mục tiêu cho chiếu xạ phải trong sạch và tốt nhất là
monoisotopic hoặc ít nhất là làm giàu đồng vị để tránh việc sản xuất
khơng liên quan đến hạt nhân phóng xạ. Hạt nhân phóng xạ được tách ra
từ các vật liệu mục tiêu của phương pháp hóa học thích hợp như dung
môi chiết, lượng mưa, sắc ký trao đổi ion, và chưng cất. Hạt nhân phóng
xạ được sản xuất trong máy gia tốc thường thiếu neutron và, do đó, bị
phân rã b + phát thải hoặc bắt điện tử. Ngoài ra, các hạt nhân phóng xạ
đó là khác nhau từ các nuclides mục tiêu không chứa bất kỳ sự ổn định
(hoặc "lạnh") nguyên tử và được gọi là sóng mang miễn phí.

Bia và vật liệu làm bia
Nhiệt độ q nóng được tạo ra trong các bia trong thời gian chiếu xạ với
cường độ chùm tia từ 50 đến 100mA, và nhiệt độ có thể tăng lên,
vượt quá 1000 ° C. Nếu biện pháp phịng ngừa thích hợp để tản nhiệt
khơng được thực hiện, các bia có thể được đốt cháy hoặc tan chảy.
8


Phương pháp phổ biến nhất là để làm mát thăm dò để các mục tiêu được
làm mát bằng cách sử dụng tuần hồn nước, helium khí đốt, hoặc chất
làm nguội khác. Ngoài ra, các bia được thiết kế dưới dạng một lá để tối
đa hóa sự tản nhiệt.

Các hình thức phổ biến của bia là các lá kim loại, nhưng các kim loại
nóng chảy ở nhiệt độ cao gây ra bởi cường độ chùm tia cao của các hạt.
Hình thức khác là các oxit, cacbonat, nitrat, vv, chứa trong ống nhơm,
được san phẳng sau tải để tối đa hóa sự mất nhiệt. Nhơm được lựa chọn
là do nhiệt độ nóng chảy cao. Trong trường hợp cụ thể, khí áp suất cao
(ví dụ như 124Xe cho 123I sản xuất) và các chỉ tiêu chất lỏng (ví dụ: H2
18O cho 18F sản xuất) được sử dụng. Trong trường hợp trước đây,
cường độ chùm hiện hành là từ 10 đến 40mA và sau này, nó trong
khoảng từ 10 đến 25mA.

Phương trình sản xuất các Nuclit phóng xạ
Số lượng của các hoạt tính sản xuất bởi chiếu xạ của một vật liệu làm
bia với một chùm hạt tích điện có thể được xác định bởi
(6.2)
A = các hoạt tính của chất phóng xạ sau mỗi lần bán rã.
I= cường độ của các hạt chiếu xạ (số hạt / cm2 · sec).
N= số nguyên tử đích.
= Phần hình chéo (xác suất) của hạt nhân phóng xạ (cm2); nó được đưa
ra trong đơn vị "chuồng", có giá trị 10-24cm2.
=hằng số phân rã của hạt nhân phóng xạ được đưa ra bởi 0,693 /
t1 / 2 (sec-1).
t = thời gian chiếu xạ trong vài giây.
9


Phương trình (6.2) chỉ ra rằng số lượng của hạt nhân phóng xạ tăng theo
thời gian chiếu xạ, cường độ, và năng lượng của các hạt (liên quan đến
s) của hạt tới, và số lượng vật liệu đích. Thuật ngữ (1 -e-lt) được gọi là
các yếu tố bão hòa, mà cách tiếp cận thống nhất khi t là 5 đến 6 chu kỳ
bán rã của hạt nhân phóng xạ trong câu hỏi. Vào thời điểm đó, năng suất

của hạt nhân phóng xạ là tối đa, và giá của sản xuất và phân rã trở thành
bằng nhau, cho thấy rằng không có lợi trong hoạt tính của chiếu xạ hơn
nữa. Cơng thức (6.2) sau đó trở thành

A=ln

(6.3)

Các phương trình (6.2) và (6.3) được thể hiện trong Hình 6-3.
Các giá trị của nó được đo bằng các kỹ thuật khác nhau, các mơ tả đó là
vượt ra ngồi phạm vi của cuốn sách này, nhưng họ có sẵn từ việc vận
hành máy gia tốc. Các giá trị của s cũng đã được xác định cho nhau phản
ứng hạt nhân. Số nguyên tử N của các đích được cho bởi:

trong đó W là trọng lượng của các đích, Aw và K là trọng lượng nguyên
tử và số đồng vị của nguyên tố đó trong tự nhiên , và 6,02 x1023 là số
Avogadro
Lưu ý rằng 1 ampere bằng 1 culông / giây, và 1 culơng bằng đến
6,25x1018 proton, vì vậy trong một máy gia tốc nơi proton hay H- được
gia tốc, cường độ chùm tia được quy ước thể hiện trong µA / cm2-hr.
Năng suất các hạt nhân phóng xạ này sau đó được thể hiện trong MBq
hoặc mCi mỗi Ah.
10


Hình 6-3. Sản xuất hạt nhân phóng xạ trong một máy gia tốc. Các hoạt
động sản xuất lượng đạt tối đa (bão hòa) trong 5-6 chu kỳ bán rã của hạt
nhân phóng xạ.
Vấn đề 6.1: Tính hoạt tính của 18F tạo ra khi cho 1gm 70% H218O là chất
chiếu xạ cho 1g với một chùm proton của 30mA / cm2 trong một máy

gia tốc. Biết chu kì bán dã của 18F là 110min và mặt cắt ngang cho 18O
(p, n), 18F phản ứng là 300 millibarn (1 barn = 10-24 cm2).
Giải:

11


Từ 1 ampere bằng 1 culông (C) / giây và 1 culông bằng 6,25 x1018
proton, số proton trong 30A/ cm2 là:

Trọng lượng phân tử thực tế của nước nặng là: 0.3 x 18 + 0.7 x20 = 19.4.

Sử dụng công thức 6.1:

12


Độ phóng xạ cụ thể
Độ phóng xạ cụ thể của một mẫu được định nghĩa như là sự phóng xạ
trên một đơn vị khối lượng của một hạt nhân phóng xạ hoặc một hợp
chất có nhãn. Nếu một mẫu có chứa 50mg 100mCi (370MBq), sau đó
các hoạt tính cụ thể của mẫu được cho là 100/50 = 2mCi / mg hoặc
74MBq / mg. Người ta không nên nhầm lẫn giữa các hoạt tính cụ thể với
nồng độ, được đưa ra trong mCi / ml hoặc MBq / ml. Các hoạt tính cụ
thể là vào những thời điểm, đơn vị là mCi / mol (MBq / mol) hoặc mCi /
mole (MBq / mole).
Các độ phóng xa cụ thể của một hạt nhân phóng xạ có thể được tính
bằng cách:
Độ phóng xạ củ thể (mCi/mg)= 3,13 x109/(A x t1/2)
trong đó: A = số khối lượng của hạt nhân phóng xạ

t1/2= chu kì bán dã của hạt nhân phóng xạ

Sản xuất Positron-phát ra Nuclit phóng xạ
Vì chỉ có một số giới hạn các hạt nhân phóng xạ ngắn ngủi là hữu ích
cho hình ảnh PET, sản xuất của những người sử dụng lâm sàng và một
số ít với tiềm năng cho sử dụng lâm sàng trong tương lai được mô tả ở
đây. Một vài điều cần thiết tồn tại lâu dài ở bộ phát positron cũng được
bao quát. Các đặc điểm khác nhau của các hạt nhân phóng xạ được tóm
tắt trong Bảng 6.2.
Bảng 6.2. Sản xuất và đặc điểm của phát xạ positron thông thường.

13


Fluorine-18
Flo-18 (t1/2= 110 phút) thường được sản xuất bởi các 18O (p, n) 18F
phản ứng trên H2 18O mục tiêu bằng cách sử dụng từ 11 đến 18MeV
proton trong máy gia tốc y tế. Mục tiêu khí 18O-O2 cũng đã được sử dụng
như là bia cho việc sản xuất F-18, nhưng đã khơng nhận được chấp nhận
rộng rãi vì năng suất thấp. H2 18O (85 đến 99% làm giàu) được
isotopically làm giàu nguyên liệu mục tiêu ở dạng lỏng và là có sẵn từ
các nhà cung cấp thương mại (ví dụ như ISOTEC, Inc., Miamisburg,
OH, HOA KỲ). Một ngăn chứa mục tiêu kim loại (ví dụ như bạc, titan,
14


niken, đồng, và không gỉ thép) với khoang 0,1 đến khối lượng 4cc được
sử dụng để chứa H2 18O. Mục tiêu thiết kế rất khác nhau với các loại và
năng lượng của máy gia tốc. Sau khi chiếu xạ, hỗn hợp mục tiêu được
nạp vào một cột trao đổi ion cacbonatnhựa, và H2 18O bị đẩy ra khỏi cột

bằng khí neon và tái sử dụng như là niken, đồng, và thép ko gỉ) với
khoang 0,1 đến khối lượng 4cc được sử dụng để chứa H2 18O.

Carbon-11
Carbon-11 có chu kỳ bán rã 20,5 phút và có thể được sản xuất bởi 10B
(d, n)11C, 11B (p, n) 11C, và 14N (p, a) phản ứng 11C trong máy gia tốc.
Trong lần đầu tiên hai phản ứng, B2O3 là mục tiêu và nitơ khí ở một
phần ba. Cả hai 11CO và 11CO2 được sản xuất trong các mục tiêu bằng
cách sử dụng bo 10-12MeV proton, đó là sau đó xả ra bởi khí trung tính.
Hoặc 11CO bị oxy hóa để có tất cả các khí trong 11CO2 hình thức, hoặc
11
CO2 được giảm xuống cịn có tất cả các khí ở dạng 11CO. cả hai 11CO
và 11CO2 thường được sử dụng như tiền chất trong việc chuẩn bị hợp
chất hữu ích lâm sàng khác nhau, chẳng hạn như 11C-palmitate cho việc
tạo hình ảnh cơ tim thông qua trao đổi chất của PET.
Phương pháp phổ biến nhất của sản xuất 11C là 14N (p, a) phản ứng 11C
với 10-12MeV proton. Khi mục tiêu 14N tinh khiết được trộn lẫn với dấu
vết của oxy, cả 11CO và 11CO2 được sản xuất. 11CO2 được phục hồi bằng
cách ban đầu bẫy 11CO2 trong một cái bẫy nitơ lỏng và sau đó loại bỏ nó
bằng cách xả với heli và sưởi. Năng suất có thể được ở curie (GBq) dao
động với 99,9% độ tinh khiết.
Các 14N (p, a) phản ứng 11C được thực hiện bằng cách bắn phá của một
hỗn hợp của N2 và H2 để cung cấp cho 11 C, trong đó phản ứng với N2 để
sản xuất 11CN, tiếp theo thủy phân của 11CN cho 11CH4 (95% đến 100%
năng suất hố phóng xạ). Carbon-11-mê-tan thường được cho phép phản
ứng với NH3 hơn bạch kim tại 1000 ° C để cung cấp cho một năng suất
15


tổng thể 95% H11CN. Các phân tử sinh học chẳng hạn như các amin

béo, nitriles amin, và hydantoins đã được gán với 11C sử dụng H11CN
hoặc 11CH4 như một tiền chất. Một tiền thân thường xuyên sử dụng cho
11
C ghi nhãn là 11C-methyl iodide, được chuẩn bị bằng cách chuyển đổi
11
C-CO2 để 11C-metoxit tiếp bằng phản ứng với hydroiodic axit, hoặc do
một phản ứng pha khí nơi 11C-CH4 phản ứng với iodine.

Nitrogen-13
Nitơ-13 có chu kỳ bán rã của 10 phút và thường được sử dụng như NH3.
Nó được sản xuất bởi các 12C (d, n) phản ứng 13N bằng cách bắn phá
Al4C3 hoặc methane với 6-7MeV deuterons, hoặc bởi 16 độ (p, a) 13N
hoặc 13C (p, n) phản ứng 13N. Tuy nhiên, 16 độ (p, a) phản ứng 13N là
phương pháp phổ biến nhất để sản xuất 13N, và mục tiêu của nước tinh
khiết chứa trong một ngăn chứa titan được sử dụng chiếu xạ với 1112MeV proton. Các loài chất hóa học chủ yếu là nitrat, nitrit, amoniac,
và hydroxylamine, trong đó có nitrate năng suất cao nhất và được phân
cách bằng việc trao đổi ion nitrat và method. Các nitrit được giảm đến
cho 13NH3 được quét bởi helium vào dung dịch muối. 13NH3 ở dạng NH4
+ Ion được sử dụng chủ yếu cho hình ảnh tưới máu cơ tim bởi PET.
13
NH3 cũng được sử dụng để nhãn glutamine và asparagin để đánh giá
khả năng sống của các mơ.

Oxygen-15
Oxy-15 có chu kỳ bán rã là 2 phút và được sản xuất bởi các 14N (d, n)
15
O phản ứng bằng cách 8-10MeV deuteron chiếu xạ của khí nitơ hoặc
bằng các 15N (p, n) 15O phản ứng bằng cách 10-12MeV proton bắn phá
các mục tiêu làm giàu khí 15N chứa trong một bình chứa bằng hợp kim
nhơm. Khí đốt 15 độ tinh khiết được sử dụng cho tim 1 liều thuốc và

nghiên cứu chuyển hóa trạng thái ổn định. 15O2 được thơng qua trên kích
hoạt than nhiệt ở 1000 độ C để chuyển đổi nó để C15O và C15O2, mà sau
16


đó được sử dụng cho hemoglobin dán nhãn trong điều tra lâm sàng của
phổi và trục trặc tim. Oxy-15 nước được đánh dấu là thu được bằng
nung nóng hỗn hợp từ 15 độ và khí hydro và có ích cho não và nghiên
cứu tưới máu cơ tim.

Iodine-124
Iodine-124 có chu kỳ bán rã là 4,2 ngày và được sản xuất bởi các 124Te
(d, 2n) 124I hoặc 124Te (p, n) 124I phản ứng bằng cách sử dụng 10-18MeV
proton và 96% làm giàu. Mục tiêu 124Te trong các hình thức của oxit.
Trong khi nó có lợi thế của việc có một gian bán hủy dài để sản xuất
chất đánh dấu PET phù hợp, positron thấp dồi dào (chỉ 23%) và sơ đồ
phân rã phức tạp liên quan đến năng lượng cao photon gây khó khăn
trong việc chụp PET.

Strontium-82
Rubidium-82 (t1 / 2 = 75 giây) có sẵn từ máy phát điện 82Sr-82Rb (cung cấp
bởi Bracco Diagnostics, Inc). 82Sr (t1 / 2 = 25,6 ngày) được sản xuất bởi
các 85Rb (p, 4n) 82Sr phản ứng bằng cách sử dụng các chùm proton năng
lượng cao bắn phá 85Rb hoặc bằng phản ứng va chạm sinh của 99Mo mục
tiêu với năng lượng rất cao proton. Các 82Sr hạt nhân phóng xạ được tách
từ mục tiêu theo phương pháp trao đổi ion. Các 82Sr tinh khiết lượng
90mCi để 150mCi (3.33GBq để 5.55GBq) được nạp vào một cột thiếc
oxide trong máy phát điện. 82Rb được tách rửa như clorua với 0,9%
sodium giải pháp clorua từ các máy phát điện 82Sr-82Rb bằng cách sử
dụng một bơm tiêm. (Xem Chương 11.). Các tạp chất lớn trong mẫu 82Sr

là 85Sr (t1 / 2 = 65d) và 83Sr (t1 / 2 = 32 giờ). Trong khi nhiễm 85Sr có thể
được càng nhiều càng năm lần các hoạt động 82Sr trong khoảng 400mCi
để 700mCi (14.8GBq để 25.9GBq) khi được sản xuất bằng cách sử dụng
các mục tiêu 98Mo, nó ít khi đáng kể các mục tiêu 85Rb được sử dụng.
Tuy nhiên, 83Sr phân rã đến một số lượng không đáng kể.
17


Technetium-94m
Technetium-94m (t1 / 2 = 52 phút) được sản xuất bởi các 94Mo (p, n) phản
ứng 94mTc sử dụng một mục tiêu 94Mo làm giàu và 11 để 12MeV
proton. 94mTc được tách từ 94Mo bằng cách chưng cất hơi nước. Nó là
một phát positron hấp dẫn vì nó có thể được thay thế cho 99mTc trong
nhiều radiopharmaceuticals SPECT để sử dụng trong hình ảnh PET.

Germanium-68
Germanium-68 (t1 / 2 = 270,8 ngày) chủ yếu được sử dụng như một nguồn
kín để truyền quét và nghiên cứu kiểm soát chất lượng trong hình ảnh
PET. Nó được sản xuất bởi các 66Zn (a, 2n) 68Ge phản ứng, hoặc cho 40
MeV proton bắn phá các mục tiêu gali, hoặc các phản ứng va chạm sinh
trong một mục tiêu molypden với highenergy proton. Nó phân rã theo
bắt điện tử và vẫn còn trong trạng thái cân bằng với 68Ga (t1 / 2 = 68 phút).
Nó cũng được sử dụng trong các máy phát 68Ge-68Ga để cung cấp dễ
dàng 68Ga.

18