khóa luận tốt nghiệp tính toán lý thuyết trong điều chế YTTRI 90 và hỗn hợp YTTRI 90 – LUTETI 177

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT
KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN

PHAN HÀ PHƯƠNG

TÍNH TỐN LÝ THUYẾT TRONG ĐIỀU CHẾ
YTTRI-90 VÀ HỖN HỢP YTTRI-90 – LUTETI-177

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN

LÂM ĐỒNG, NĂM 2018


TRƯỜNG ĐẠI

HỌC ĐÀ LẠT

KHOA KỸ THUẬT HẠT NHÂN

PHAN HÀ PHƯƠNG – 1410714

TÍNH TỐN LÝ THUYẾT TRONG ĐIỀU CHẾ
YTTRI-90 VÀ HỖN HỢP YTTRI-90 – LUTETI-177

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ KỸ THUẬT HẠT NHÂN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
THẠC SĨ DƯƠNG VĂN ĐƠNG

KHỐ 2014-2019

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….


NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….
………………………………………………………………………….


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin dành những lời cảm ơn sâu sắc, những tình cảm q
mến, kính trọng đến Thạc sĩ Dương Văn Đông cùng các anh, các chị làm việc tại
Trung tâm nghiên cứu và điều chế đồng vị phóng xạ, những người đã tận tình chỉ
dẫn, giúp đỡ trong suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận tại Viện nghiên

cứu hạt nhân.
Em xin gửi lời cám ơn chân thành tới toàn thể quý thầy cô Trường Đại học
Đà Lạt, quý thầy cô khoa Kỹ thuật hạt nhân đã dạy dỗ, truyền đạt những kiến thức
quý báu cho em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường.
Xin chân thành cảm ơn các bạn sinh viên lớp HNK38, những người đã cùng
đồng hành trong học tập, nghiên cứu và trao đổi kiến thức.
Con chân thành cảm ơn gia đình đã ln đồng hành, hỗ trợ, động viên và tin
tưởng con suốt thời gian qua.
Sau cùng, dù đã cố gắng chỉnh sửa bài luận một cách hồn thiện nhưng với
vốn kiến thức cịn hạn hẹp và thời gian thực hiện khóa luận hạn chế nên sai sót là
điều khơng thể tránh khỏi. Vì vậy em rất mong nhận được những đóng góp ý kiến
quý báu từ q thầy cơ. Đó sẽ là hành trang q giá giúp em hồn thiện kiến thức
của mình sau này.
Em xin chân thành cảm ơn.

Lâm Đồng, ngày 10 tháng 12 năm 2018
Sinh viên

i


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ĐVPX

Đồng vị phóng xạ

YHHN

Y học hạt nhân

MCNP

Monte Carlo N-Particle

ii


DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1. Sơ đồ hoạt động của bình sinh phóng xạ

99m

Tc từ

99

Mo..............................7

Hình 2. Cấu hình electron của yttri (Z = 39)............................................................. 9
Hình 3. Sơ đồ phân rã của

90

Sr................................................................................ 10

Hình 4. Cấu hình electron của luteti (Z = 71).......................................................... 12
Hình 5. Hai phương pháp sản xuất

177

Lu trong lị phản ứng...................................13

Hình 6. Nguyên tắc hoạt động của phương pháp Monte Carlo................................ 30
Hình 7. Đồ thị hoạt độ

90

Hình 8. Đồ thị hoạt độ

177

Y theo thời gian chiếu...................................................... 37
Lu theo thời gian chiếu................................................... 40

Hình 9. Số liệu đặc trưng trong phản ứng

89

90

Y(n, γ) Y........................................... 44

Hình 10. Kết quả tra cứu thời gian chiếu cho

iii

177

Lu................................................ 45


DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1. Một số hạt nhân phóng xạ thông dụng dùng trong y học hạt nhân...............5
Bảng 2. Các nguồn sinh đồng vị phóng xạ thường dùng trong y học hạt nhân..........7
Bảng 3. Thông số đầu vào cho tính tốn hoạt độ

90

Bảng 4. Thơng số đầu vào cho tính tốn hoạt độ

177

Y.............................................. 25
Lu........................................... 26

Bảng 5. Thơng số đầu vào cho tính tốn hoạt độ hỗn hợp

90

Y và

177

Lu..................26
90

Bảng 6. Tổng hợp kết quả tính với hai mức thơng lượng khác nhau đối với

Bảng 7. Tổng hợp kết quả tính với hai mức thông lượng khác nhau đối với

Y....33

177

Lu .. 34

90

Bảng 8. Kết quả tính tốn hoạt độ Y bằng chương trình Excel dựng sẵn đối với lị
có thơng lượng chuẩn.............................................................................................. 35
Bảng 9. Kết quả tính tốn hoạt độ
13

90

Y bằng chương trình Excel dựng sẵn đối với lị

2

có thơng lượng 2.3×10 n/cm .s như lị Đà Lạt....................................................... 36
177

Bảng 10. Kết quả tính tốn hoạt độ Lu bằng chương trình Excel dựng sẵn đối với
lị có thơng lượng chuẩn.......................................................................................... 38
Bảng 11. Kết quả tính tốn hoạt độ
13

177

Lu bằng chương trình Excel dựng sẵn đối với

2

lị có thơng lượng 2.3×10 n/cm .s như lị Đà Lạt.................................................. 39
Bảng 12. Kết quả tính tốn hoạt độ tạo thành của hỗn hợp

trình Excel đối với phản ứng

89

Y(n,γ)

90

Y và

176

Lu(n,γ)

90

Y và

177

Lu bằng chương

177

Lu...............................41

Bảng 13. Bảng tổng hợp kết quả tính hoạt độ lý thuyết của

90

Bảng 14. Bảng tổng hợp kết quả tính hoạt độ lý thuyết của

177

Y.............................46
Lu..........................46

Bảng 15. Bảng tổng hợp kết quả tính hoạt độ lý thuyết........................................... 46

iv


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN LÝ THUYẾT............................................................ 3
1.1. Sản xuất đồng vị phóng xạ............................................................................ 3
1.2. Nguyên tắc cơ bản trong sản xuất đồng vị phóng xạ....................................4
1.2.1. Điều chế từ lò phản ứng hạt nhân......................................................... 4
1.2.2. Điều chế hạt nhân phóng xạ từ máy gia tốc hạt.................................... 5
1.2.3. Điều chế bằng Generator (nguồn sinh đồng vị phóng xạ)....................6
1.3. Sản xuất đồng vị

90

Y.................................................................................... 8

1.3.1. Khái quát về yttri.................................................................................. 8
1.3.2. Sản xuất đồng vị

90

Y............................................................................ 9
89

1.3.3. Trực tiếp kích hoạt

Y bằng phản ứng (n, γ).....................................10

1.3.4. Hệ sinh đồng vị phóng xạ
1.4. Sản xuất đồng vị

177

90

90

Sr/ Y.................................................... 10

Lu............................................................................... 12

1.4.1. Khái quát về luteti.............................................................................. 12

1.4.2. Sản xuất đồng vị

177

Lu....................................................................... 13

1.4.3. Phương pháp kích hoạt trực tiếp qua phản ứng (n,γ)..........................14
1.4.4. Phương pháp sản xuất gián tiếp từ
1.5. Phương pháp sản xuất hỗn hợp

90

Y và

176

Yb........................................... 15

177

Lu.............................................. 16

CHƯƠNG 2 – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................................... 17
2.1. Tính tốn hoạt độ tạo thành bằng phương trình kích hoạt đối với phản ứng (n,

gamma).................................................................................................................. 19
90

Y tạo thành từ phản ứng đối với

177

176

2.1.1. Tính tốn hoạt độ
2.1.2. Tính tốn hoạt độ

Lu tạo thành đối với phản ứng

2.1.3. Tính tốn hoạt độ hỗn hợp
89

90

Y(n,γ) Y và

176

Lu(n,γ)

90

Y và

177

89

Y(n,γ)

Lu(n,γ)

90

177

Y....22

Lu . 23

Lu tạo thành đối với phản ứng

177

Lu........................................................................ 23

2.2. Tính tốn hoạt độ tạo thành bằng chương trình Excel đối với phản ứng (n,
gamma).................................................................................................................. 24

v


90

2.2.1. Tính tốn hoạt độ tạo thành
ứng

89

Y(n,γ)

90

Y................................................................................................ 25

2.2.2. Tính tốn hoạt độ tạo thành

ứng

176

Lu(n,γ)

Y bằng chương trình Excel đối với phản

177

177

Lu bằng chương trình Excel đối với phản

Lu.......................................................................................... 25
90

2.2.3. Tính toán hoạt độ tạo thành của hỗn hợp

Excel đối với phản ứng

176

Lu(n,γ)

177

Lu và

177

Y và

89

Y(n,γ)

90

Lu bằng chương trình

Y................................. 26

2.3. Tính tốn hoạt độ tạo thành bằng phương pháp Monte Carlo đối với phản ứng

(n, gamma)............................................................................................................. 27
2.3.1. Giới thiệu về phương pháp Monte Carlo............................................ 27
2.3.2. Giới thiệu về chương trình MCNP..................................................... 30
CHƯƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................... 32
3.1. Kết quả tính tốn hoạt độ phóng xạ............................................................ 32
3.1.1. Tính tốn hoạt độ của

90

Y.................................................................. 32
177

3.1.2. Kết quả tính tốn hoạt độ của

Lu................................................... 33
90

3.1.3. Kết quả tính tốn hoạt độ của hỗn hợp

177

Y và

Lu..........................34

3.2. Kết quả tính tốn hoạt độ phóng xạ tạo thành bằng chương trình Excel.....35
3.2.1. Kết quả tính tốn hoạt độ phóng xạ

phản ứng

89

Y(n,γ)

90

90

Y....................................................................................... 35

3.2.2. Kết quả tính tốn hoạt độ phóng xạ
với phản ứng

176

Y bằng chương trình Excel đối với

Lu(n,γ)

177

Lu bằng chương trình Excel đối

177

Lu........................................................................... 38

3.2.3. Kết quả tính tốn hoạt độ tạo thành của hỗn hợp
chương trình Excel đối với phản ứng

89

90

Y(n,γ) Y và

176

90

Y và

Lu(n,γ)

177

177

Lu bằng

Lu..............41

3.3. Kết quả kiểm tra hoạt độ tạo thành bằng bảng tra cứu số liệu kích hoạt.....43
3.4. Tính tốn hoạt độ phóng xạ bằng phần mềm MCNP..................................46
3.5. Nhận xét..................................................................................................... 46
KẾT LUẬN............................................................................................................. 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 49
PHỤ LỤC................................................................................................................ 50

vi


MỞ ĐẦU
Nói tới năng lượng hạt nhân, tia phóng xạ, người ta thường hình dung ra các
tổn thương ghê gớm trong lịch sử nhân loại như hai quả bom nguyên tử thả xuống
Nhật Bản hay các sự cố hạt nhân Chernobyl, Fukushima. Đúng là ảnh hưởng của
năng lượng hạt nhân là rất nguy hiểm nhưng khoa học kỹ thuật ngày nay đã cho
phép con người tận dụng được mặt tốt, khắc phục mặt xấu để đảm bảo an toàn và

kiểm sốt bức xạ hạt nhân, mang lại lợi ích cho con người góp phần ứng dụng trong
nhiều lĩnh vực như cơng nghiệp, nơng nghiệp, thuỷ văn khí tượng, địa chất tài
nguyên và đặc biệt là trong y sinh học.
Đầu thế kỉ XX, từ khi con người biết sử dụng các đồng vị phóng xạ trong y học
để nghiên cứu và chữa trị bệnh, ngành y học hạt nhân đã ra đời và chiếm một vị trí vơ
cùng quan trọng trong đời sống xã hội. Đặc biệt là trong thập niên qua, sự ra đời của
nhiều đồng vị phóng xạ được sản xuất từ lò phản ứng và nhiều loại dược chất phóng xạ
mới phục vụ cho chẩn đốn và điều trị bệnh đã làm cho bộ mặt của ngành
y học hạt nhân có nhiều biến đổi. Hiện nay, y học hạt nhân được biết đến với sự ứng

dụng rộng rãi trong chẩn đoán và điều trị bệnh, đặc biệt là các bệnh hiểm nghèo như
ung thư, các bệnh lý tim mạch, nội tiết, gan-mật, dạ dày-ruột, xương-khớp,... Với sự
phát triển của khoa học kĩ thuật, sinh học phân tử, hóa phóng xạ,... ngày nay đã có
nhiều cơng trình nghiên cứu về dược chất phóng xạ trong điều trị ung thư như ung
thư biểu mô, ung thư đầu cổ, ung thư xương, ung thư tuyến giáp, ung thư gan, ung
thư dạ dày, ung thư phổi,...
Để đáp ứng các nhu cầu sử dụng trong lĩnh vực y học hạt nhân cũng như trong
các lĩnh vực khác, các đồng vị phóng xạ được điều chế chủ yếu trên hai thiết bị hạt
nhân là lò phản ứng nghiên cứu và máy gia tốc. Trong thập niên vừa qua, có sự tăng
trưởng nhanh và sự phổ biến rộng của các đồng vị ứng dụng trong y tế được điều chế
trên máy gia tốc hạt. Tuy vậy, lị phản ứng hạt nhân vẫn cịn đóng vai trò chủ đạo trong
việc điều chế một số đồng vị phóng xạ quan trọng khơng thể thiếu được cho các ứng
dụng trong y tế, công-nông nghiệp như

99m

Tc,

99

Mo,

131

I,

192

Ir,

60

Co, v.v...

Đặc biệt với sự phát triển mạnh các phương pháp điều trị bệnh dùng các đồng vị
phát beta, bằng cả hai cách thức, xạ trị ngồi (dùng nguồn phóng xạ kín) và xạ trị
nội (dùng nguồn phóng xạ hở), lị phản ứng hạt nhân là phương tiện duy nhất và
được khai thác tốt cho mục đích điều chế các loại đồng vị phóng xạ này. Hai trong
số các đồng vị phóng xạ được sử dụng hiệu quả trong y học hạt nhân là yttri-90
90

( Y) và luteti-177 (

177

Lu).
1


90

Y là một chất đồng vị phóng xạ phát ra bức xạ beta tinh khiết năng lượng cao
90

nhưng không phát ra tia gamma nguyên sinh và phân rã thành zirconi-90 ( Zr) ổn
định. Năng lượng bức xạ beta phát ra trung bình là 0.93 MeV (tối đa 2.27 MeV); khả
năng đâm xuyên trung bình 2.5mm và xa nhất là 11mm. Trong sử dụng điều trị địi hỏi
chất đồng vị phóng xạ phân rã cho tới vô cực, 94% bức xạ được cung cấp trong 11
ngày. Nhờ mức năng lượng và khả năng đâm xuyên như vậy nên
điều trị cho các trường hợp u gan kích thước lớn.

90

Y có thể áp dụng

90

Y được gắn vào các hạt

vi cầu để đưa qua đường động mạch đến vùng mao mạch khối u gan. Khối u gan bị

tiêu hủy thơng qua độc tính của tia xạ.
Trong khi đó,

177

Lu hiện nay được coi là một hạt nhân phóng xạ tiềm năng dùng

để xạ trị nhắm đích trong cơ thể, do có đặc điểm phân rã hạt nhân thuận lợi.

177

Lu phân

-

rã với chu kỳ bán rã 6.73 ngày, bằng cách phát hạt β có năng lượng cực đại la 497 keV
(78.6%), 384 keV (9.1%) và 176 keV (12.2%) thành đồng vị bền
các photon gamma ở mức năng lượng phù hợp 113 keV (6.4%) và

177

Hf. Sự phát xạ của

208 keV (11%) với độ giàu tương đối thấp, có thể dùng để thực hiện các nghiên cứu

biểu đồ nhấp nháy đồng thời, giúp theo dõi việc định vị trong cơ thể sống thích hợp
của dược chất phóng xạ đã tiêm cũng như để thực hiện các nghiên cứu liều lượng.
Với tiết diện bắt neutron nhiệt cao của phản ứng

176

Lu (n,γ)

177

Lu (σ=2090 barn) đảm

177

bảo cho sản xuất Lu với hoạt độ riêng đủ cao, và có thể sử dụng ngay cả các lị phản
ứng có thơng lượng trung bình để sản xuất. Ngoài ra, thời gian bán huỷ tương
177

đối dài của
Lu cung cấp một lợi thế hậu cần trong việc cung cấp các dược chất
phóng xạ đến các địa điểm cách xa các lò phản ứng. Xem xét sự mất mát do phân rã
thấp hơn, cũng như khả năng sản xuất quy mơ lớn của các lị lị phản ứng nghiên cứu
177

có thơng lượng trung bình, Lu có thể được dự kiến là một hạt nhân phóng xạ lý
tưởng, để phát triển các dược chất phóng xạ điều trị, đặc biệt ở các nước có cơ sở
sản xuất đồng vị hạn chế và hậu cần kém.
90

Vì vậy, khố luận này nghiên cứu về tính tốn lý thuyết trong điều chế Y và
90
177
hỗn hợp Y - Lu trong lò phản ứng nghiên cứu tại Viện nghiên cứu hạt nhân Đà
Lạt.

2


CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
1.1. Sản xuất đồng vị phóng xạ
Các đồng vị phóng xạ (ĐVPX) có nhiều ứng dụng khác nhau trong nhiều
lĩnh vực, bao gồm công nghiệp, nghiên cứu, nông nghiệp và y học. Việc sản xuất
ĐVPX, hợp chất phóng xạ đánh dấu, nguồn phóng xạ và các sản phẩm khác dựa
trên ĐVPX là các hoạt động quan trọng của chương trình hạt nhân quốc gia. ĐVPX

ứng dụng trong các lĩnh vực kinh tế nói chung có thể được sản xuất trên lị phản ứng
và trên máy gia tốc.
Các ĐVPX được tạo ra trong lò phản ứng chiếm một tỷ lệ lớn trong tổng
lượng ĐVPX sản xuất do một số nguyên nhân. Các lò phản ứng có thể chiếu xạ khối
lượng mẫu lớn, chiếu xạ đồng thời nhiều mẫu và khả năng sản xuất nhiều loại
ĐVPX. Việc sản xuất một lượng lớn các ĐVPX mang tính thương mại địi hỏi phải
có một lị phản ứng nghiên cứu với công suất cao cùng với thiết bị xử lý kèm theo.
Các ĐVPX dùng trong y học thường có chu kỳ bán hủy ngắn và cần cung cấp kịp
thời cho các bệnh nhân nên việc đáp ứng dự phòng các đồng vị như vậy là hết sức
quan trọng. Do đó, nếu xét về khía cạnh an ninh, an tồn đối với chất ĐVPX thì cần
có hệ thống sản xuất ĐVPX trong nước cho các ĐVPX sống ngắn.
Đồng vị được tạo ra bởi máy gia tốc chiếm tỷ lệ tương đối nhỏ hơn trong
tổng lượng sản xuất được. Các máy gia tốc thường được sử dụng để sản xuất các
đồng vị mà khơng thể được sản xuất bởi lị phản ứng hoặc có tính chất đặc biệt.
Song, việc sản xuất trên máy gia tốc có một số hạn chế nhất định, đặc biệt là hiệu
quả kinh tế không cao bởi lẽ bia chiếu để sản xuất trên máy gia tốc phải là bia đã
được làm giàu có độ tinh khiết cao nên giá thành cao gấp nhiều lần so với bia chiếu
trên lị phản ứng, bên cạnh đó cơng nghệ điều chế đồng vị trên máy gia tốc khá phức
tạp cũng ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm.
Chương trình sản xuất đồng vị liên quan đến một số hoạt động liên quan như
chế tạo bia, chiếu xạ trong lò phản ứng hoặc máy gia tốc, vận chuyển bia chiếu tới
phòng thí nghiệm, xử lý hóa phóng xạ hoặc đóng gói trong nguồn kín, kiểm sốt
chất lượng và vận chuyển tới người sử dụng. Mỗi bước cần các chuyên gia từ các
lĩnh vực tương ứng, các cơ sở thí nghiệm được trang bị để xử lý phóng xạ và cơ sở
hạ tầng hỗ trợ khác. [1]

3


1.2. Nguyên tắc cơ bản trong sản xuất đồng vị phóng xạ

Hầu hết các hạt nhân phóng xạ tự nhiên đã được tìm thấy. Các hạt nhân này
thường có đời sống q dài nên khơng thích hợp cho sử dụng trong y học hạt nhân.
Các hạt nhân phóng xạ sử dụng trong y học phải có thời gian bán huỷ vật lý đủ
ngắn, năng lượng vừa phải để tránh liều hấp thụ khơng có lợi cho bệnh nhân. Những
hạt nhân này đều được sản xuất bằng phương pháp nhân tạo. [2]
1.2.1. Điều chế từ lò phản ứng hạt nhân
Để điều chế các hạt nhân phóng xạ người ta dùng các hạt nhân bền của một hợp
chất hoá học được bắn phá bởi neutron hoặc các hạt gia tốc. Do quá trình hấp thụ
neutron trong khi bị bắn phá mà các hạt nhân được sắp xếp lại và vì vậy nó trở nên
khơng bền phóng xạ. Tính khơng bền này được thể hiện qua quá trình phát ra các hạt
(proton hoặc hạt alpha), tia gamma hoặc các mảnh phân hạch, các phản ứng hạt nhân
4

này được biểu diễn như sau: (n, p); (n, He), (n, γ) hoặc (n, f). Ở đây n: neutron, p:
4

proton; He: hạt alpha α, γ: tia gamma, và f: mảnh phân hạch. Các phản ứng (n, γ) và
(n, f) là phương pháp điều chế quan trọng nhất trong y học hạt nhân (YHHN).

Đồng vị phóng xạ được sản xuất bằng cách chiếu xạ neutron các chất liệu bia
phù hợp với thơng lượng neutron trong một lị phản ứng hạt nhân cho một thời điểm
thích hợp. Trong lị phản ứng kiểu bể bơi, cốt lõi là nhỏ gọn và có thể nhìn thấy, và
có thể thao tác được từ phía trên cùng của hồ bơi. Vật liệu bia chiếu xạ được hàn kín
trong viên nang sơ cấp, nạp trong đồ gá lắp bức xạ thiết kế đặc biệt và sau đó hạ
xuống trong các địa điểm định trước trong lõi để chiếu xạ. Trong lò phản ứng bể,
cốt lõi là dễ dàng thao tác, bốc dỡ, và có thể được thực hiện từ đầu của bể bơi sử
dụng các thiết bị đơn giản. Các bia được chiếu xạ này sau đó được nạp trong thùng
che chắn thích hợp và vận chuyển đến các phịng thí nghiệm chế biến đồng vị phóng
xạ. Các phịng thí nghiệm sản xuất đồng vị phải được trang bị các hot cell được che
chắn an tồn cùng với các cánh tay máy thích hợp để thao tác với các bia chiếu xạ

neutron có hoạt độ cao. Sản xuất và kiểm tra chất lượng với hoạt độ riêng cao sẽ
phụ thuộc trên bia chiếu xạ cũng như điều kiện chiếu xạ. [3]
Từ lò phản ứng có hai cách chế tạo hạt nhân phóng xạ: tinh chế từ sản phẩm
do phân hạch hạt nhân và điều chế bằng phương pháp bắn phá hạt nhân bia.
 Tinh chế từ sản phẩm do phân hạch hạt nhân: Trong lị phản ứng hạt nhân
238

235

có chứa những thanh nhiên liệu phân hạch, thường là
U và U. Trong
quá trình phân hạch sẽ tạo ra nhiều hạt nhân phóng xạ khác nhau. Những

4


sản phẩm do phân hạch còn được gọi là “tro” của lị phản ứng. Có thể tinh
chế từ tro phóng xạ để thu được một số hạt nhân phóng xạ cần dùng trong
90

99

131

YHHN như Sr, Mo, I... Điều chế hạt nhân phóng xạ theo phương
pháp này có hạn chế là hiệu suất thấp và khơng đáp ứng đủ loại nhân
phóng xạ theo yêu cầu.
 Điều chế bằng phương pháp bắn phá hạt nhân bia: Lị phản ứng bao giờ

cũng có một số lượng lớn neutron. Neutron sinh ra có năng lượng rất lớn,

tốc độ rất nhanh. Phải dùng các thanh điều khiển làm chậm tốc độ của
neutron thành neutron nhiệt. Những neutron nhiệt này được ứng dụng vào
mục đích bắn phá các hạt nhân bền (bia) tạo ra các hạt nhân phóng xạ
mới, vì vậy các nhân phóng xạ được tạo ra theo cách này thường có dư
neutron (phân rã beta âm). Đại đa số các nhân phóng xạ thường dùng
trong YHHN được chế từ lò phản ứng. Một số hạt nhân phóng xạ thơng
dụng dùng trong YHHN (Bảng 1) như sau:
Bảng 1. Một số hạt nhân phóng xạ thơng dụng dùng trong y học hạt nhân

Nhược điểm của việc sản xuất ĐVPX từ lò phản ứng là về mặt hóa học
ĐVPX và ngun tố đích giống nhau, rất khó tách. Nghĩa là các ĐVPX sản xuất
theo phương pháp này khơng phải là carrier-free. [2]
1.2.2. Điều chế hạt nhân phóng xạ từ máy gia tốc hạt
Các máy gia tốc các hạt tích điện được chia thành hai nhóm là gia tốc thẳng
và gia tốc vòng. [4]
 Máy gia tốc thẳng có các đoạn ống gia tốc xếp thẳng hàng dài tùy ý. Nguồn

điện xoay chiều tần số cao cung cấp cho từng đoạn ống. Các đoạn gần kề
tích điện trái dấu nhau. Khi các hạt tích điện được phun vào ống gia tốc sẽ

5


được tăng tốc dần do các đầu ống tích điện trái dấu kéo đi và tăng tốc theo
lực hút tĩnh điện quy định. Q trình càng kéo dài thì có gia tốc càng lớn.
Máy gia tốc thẳng có thể làm tăng tốc hạt p đén mức năng lượng 800 MeV.
 Máy gia tốc vịng có cấu tạo hình xoắn ốc. Các đoạn ống vịng chứa các

đĩa hình bán nguyệt, tích điện trái dấu. Các hạt tích điện cần tăng tốc đi
qua mỗi đĩa cực này lại được tăng tốc một lần. Ví dụ, năng lượng hạt p có

thể tăng tốc 30 MeV với bán kính quỹ đạo nhỏ hơn 40 cm.
Các hạt tích điện α, p, d được tăng tốc tới mức đủ năng lượng để bắn phá các
hạt nhân bia để tạo ra các hạt nhân phóng xạ mới. Phản ứng bắn phá hạt nhân bia
trong máy gia tốc hạt được ký hiệu như sau:
A

chế từ máy gia tốc hạt:

11

11

B (p,n) C ;

14

ZX(p,

2n)A−Z1X hoặc

N (d,n)

15

O;

A

ZX(p,

12

3n)A−Z2X Ví dụ một số hạt nhân điều

C (d,n)

13

N

1.2.3. Điều chế bằng Generator (nguồn sinh đồng vị phóng xạ)
Một trong những vấn đề thực tế trong y học hạt nhân phải đối mặt đó là việc
tìm kiếm các hạt nhân phóng xạ hay ĐVPX lý tưởng là phải có thời gian bán rã
ngắn (có thể tính theo giờ, ngày hoặc tuần). Nhưng những ĐVPX này cũng phải đáp
ứng đủ điều kiện về thời gian vận chuyển từ các trung tâm sản xuất đến các đơn vị
sử dụng và các khoa y học hạt nhân. Một phương pháp hữu hiệu để giải quyết tình
trạng này đó là việc sử dụng các nguồn sinh hạt nhân phóng xạ. Các nguồn sinh này
thường chứa đựng một đồng vị mẹ với thời gian bán rã dài và một đồng vị con với
thời gian bán rã ngắn.
Nguyên lý cấu tạo và hoạt động của một nguồn sinh đồng vị phóng xạ
(radioisotope generator): hạt nhân phóng xạ cần điều chế được chiết ra từ cột sắc ký,
trong đó hạt nhân phóng xạ mẹ hấp phụ lên chất giá sắc ký trong cột sắc ký, hạt
nhân phóng xạ con sinh ra trong q trình phân rã của mẹ tan vào dung mơi sắc ký
trong cột. Dùng dung môi sắc ký chiết ra ta thu được hạt nhân phóng xạ cần dùng.

6


Nguồn sinh đồng vị phóng xạ và thời gian bán rã của đồng vị mẹ và đồng vị
con được thể hiện trong Hình 1 và Bảng 2 dưới đây:

Hình 1. Sơ đồ hoạt động của bình sinh phóng xạ

99m

Tc từ

99

Mo

Bảng 2. Các nguồn sinh đồng vị phóng xạ thường dùng trong y học hạt nhân
Nguồn sinh
đồng vị
phóng xạ
99

Mo/

99m

Tc

Rb/81mKr
68
68
Ge/ Ga

81

82

82

Sr/ Rb

Sn/113mIn

113

Y/87mSr

87

132

Te/132I


Hệ sinh phóng xạ có thể được vận chuyển từ nơi cung cấp đến các trung tâm
ứng dụng lâm sàng mà thời gian bán rã của hạt nhân phóng xạ hay ĐVPX con vẫn
phù hợp cho chẩn đoán lâm sàng.
Vấn đề tách đồng vị con ra khỏi đồng vị mẹ trong các hệ sinh phóng xạ thường
đơn giản. Cách tách chiết dựa vào trạng thái hoá trị khác nhau của đồng vị con và mẹ.
Thơng thường, các hệ sinh phóng xạ được cấu tạo bằng cột sắc ký, trong đó, hạt nhân
mẹ được hấp thụ lên một số chất giá như resin, nhôm hoặc các chất trao đổi ion khác.
Hạt nhân con có hố trị khác với mẹ nên có ái lực hóa học yếu hơn hạt nhân mẹ đối với
chất mang, do đó có thể dùng dịch chiết thích hợp để chiết ra khỏi cột sắc ký. [4]

Những tính chất cơ bản của một nguồn sinh đồng vị phóng xạ:

 Hạt nhân con sinh ra với độ tinh khiết hố phóng xạ và tinh khiết hạt





nhân phóng xạ cao.
Phải an tồn, đơn giản trong thao tác.
Vơ khuẩn, khơng có pyrogen.
Khả năng tách chiết dễ, đa dạng.
Đời sống hạt nhân phóng xạ con phải ngắn hơn 24 giờ.

1.3. Sản xuất đồng vị

90

Y

1.3.1. Khái quát về yttri
Yttri (Z = 39) là nguyên tố khối d đầu tiên và thuộc nhóm 3 và chu kỳ 5 của
1

2

bảng tuần hồn. Cấu hình điện tử ở trạng thái cơ bản là [Kr] 4d 5s và được minh
họa như trong Hình 2. Yttri (đặt tên theo Ytterby, một làng ở Thụy Điển gần
Vaxholm) được nhà hóa học, nhà vật lý kiêm nhà khống vật học người Phần Lan là
Johan Gadolin phát hiện ra năm 1794. Năm 1828, Friedrich Wưhler đã cơ lập nó
như là chất chiết ra không tinh khiết từ yttria thông qua phản ứng khử clorua yttri
khan (YCl3) bằng kali. Ytria (Y2O3) là oxit của yttri được Johan Gadolin phát hiện

năm 1794 trong khoáng vật gadolinit lấy từ Ytterby.

8


Hình 2. Cấu hình electron của yttri (Z = 39)
Nguyên tố yttri được tìm thấy gần như trong mọi loại khoáng vật đất hiếm
cũng như trong các loại quặng urani nhưng khơng tìm thấy ở dạng tự do trong tự
nhiên. Nó được sản xuất ở quy mơ thương mại bằng cách khử florua yttri (YF 3) với
canxi kim loại nhưng cũng có thể được sản xuất bằng các kỹ thuật khác. Nó rất khó
tách ra từ các nguyên tố đất hiếm khác và khi tách được thì nó là chất bột màu xám
sẫm. [5]
Yttri khơng có vai trị sinh học được biết tới. Về mặt hóa học, yttri giống với
các nguyên tố họ lantan, đặc biệt với terbi và dysprosi. Sự tương đồng hóa học của
yttri với họ lantan là do hiện tượng co lantan dẫn đến bán kính nguyên tử của chúng
tương đồng với nhau. Yttri chỉ tồn tại duy nhất dưới dạng ion ba cạnh trong các hợp
chất của nó. Yttri tạo thành các hợp chất và phức hợp vô cơ với phức chất (chelate)
hữu cơ trong trạng thái ơxi hóa +3. Yttri tồn tại trong tự nhiên với đồng vị bền duy
89

nhất là Y. Hơn ba mươi ĐVPX của yttri đã được báo cáo với số khối từ 76 đến
108. Các đồng vị của yttri là các sản phẩm phổ biến của phân rã hạt nhân. Các đồng
vị

91

Y,

87

Y và

90

Y, với chu kỳ bán rã tương ứng 58.51 ngày, 79.8 giờ và 64 giờ, là

các đồng vị tồn tại lâu dài. Các hạt nhân phóng xạ,
hạt nhân,

86

Y và

90

Y hữu ích trong y học

86

Y là một hạt nhân phóng xạ dùng trong PET (Positron Emission

Tomography) và

90

Y là một hạt nhân phóng xạ dùng trong điều trị. [6]

1.3.2. Sản xuất đồng vị

90

64.0 ± 0.21 giờ

Thời gian bán rã:
Sơ đồ điều chế:

Y

89Y

(n, γ)

235U

90Y

(n, f) 90Sr → 90Y

9


90

Y là ĐVPX phát thuần beta quan trọng trong ứng dụng vào y học vì đặc

điểm phát ra bức xạ beta với năng lượng cực đại đạt 2.28 MeV.
từ sản phẩm phân hạch

90

Sr và thường được chiết ra từ

90

90

Y được tạo thành

Sr sống dài.

90

Sr là một trong những sản phẩm chính thu được từ phân hạch urani trong lị
90
phản ứng hạt nhân. Vật liệu bia Sr có được sau khi tinh chế các sản phẩm phân
90
89
hạch urani. Y cũng có thể được tạo ra bằng cách cho bia Y bền phản ứng bắt
neutron. [1]
1.3.3. Trực tiếp kích hoạt
90

89

Y bằng phản ứng (n, γ)

Y có thể được tạo ra bằng cách chiếu xạ

được thể hiện qua phản ứng

89

Y (n, γ)

90

ứng thông lượng cao để sản xuất
tăng lượng

90

Y có trong bia yttri tự nhiên,

Y. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp

sản xuất trực tiếp này là tiết diện hoạt hóa của
90

89

89

Y rất thấp yêu cầu sử dụng lò phản

Y với hoạt độ riêng hợp lý. Tuy nhiên, chỉ có thể

Y tạo thành bằng cách tăng số lượng bia chiếu bởi vì độ phổ biến đồng

89

vị Y trong tự nhiên là 100% nên không thể làm giàu bia chiếu được nữa. Độ tinh
khiết hạt nhân phóng xạ của sản phẩm kích hoạt (n, γ) nhìn chung rất cao. Tuy
nhiên, tùy thuộc vào thơng lượng nhiệt trong từng lò phản ứng cụ thể sử dụng trong
sản xuất

90

Y mà có thể có sự hiện diện của

89

Sr do phản ứng (n, p). Vì vậy, cần phải

89

90

xác định cẩn thận sự có mặt của Sr trước khi sử dụng Y làm dược chất phóng xạ.
Vì là nguồn phát thuần beta, phổ kế gamma thông thường không thể phát hiện sự có
mặt của tạp chất

89

Sr trong

90

Y. [6]

1.3.4. Hệ sinh đồng vị phóng xạ

90

90

Sr/ Y
90

Một phương pháp thuận lợi hơn cho việc sản xuất Y trong ứng dụng trị liệu
90
90
90
là thông qua sự phân rã Sr. Sơ đồ phân rã từ Sr đến Y được thể hiện trong
Hình 3.

Hình 3. Sơ đồ phân rã của

10

90

Sr


90

Sr phân rã hoàn toàn bằng phân rã β và khơng có bức xạ gamma kèm theo
90

(T1/2 = 28.78 năm , Eβ(max) = 0.546 MeV). Tương tự, Y cũng phân rã bởi phân rã β

và khơng có bức xạ gamma đi kèm (T 1/2 = 64 giờ, Eβ(max) = 2.28 MeV). Sản phẩm
phân rã của

90

Y là

90

Zr bền.

90

235

Sr là một trong những sản phẩm phân hạch chính của
U với hiệu suất
90
phân hạch 5.93%. Việc sản xuất Sr hàng năm trên thế giới trong các lò phản ứng
88
89
hạt nhân lên tới hàng trăm mega curie. Sr bền cũng như Sr sống dài (T1/2 = 50.5
235
89
ngày) cũng có được từ q trình phân hạch
U. Tuy nhiên, Sr sẽ phân rã và
90
khơng có mặt trong lượng Sr được tách ra từ chất thải phân hạch trong các cơ sở
88
90

tái chế nhiên liệu. Sự hiện diện của Sr làm giảm hoạt độ riêng của Sr được tạo
90
90
ra. Sr với hoạt độ riêng 20-50 Ci/g có thể thu được về mặt thương mại. Do Sr có
90
chu kỳ bán rã vật lý dài nên một lượng Sr có thể được sử dụng trong nhiều năm
90
90
trong máy phát để liên tục tách Y. Đây là yếu tố quan trọng làm cho Y trở thành
hạt nhân phóng xạ có tính phổ biến rộng rãi.
Các vấn đề trong việc phát triển hệ sinh phóng xạ
90

90

90

Sr/ Y

90

Việc phát triển một hệ sinh phóng xạ Sr/ Y có một số vấn đề cần giải
quyết, một số vấn đề liên quan đến việc tách và một số liên quan đến kiểm soát chất
lượng của

90

Y.
90

90

90

Mặc dù điều chế Y từ hệ sinh phóng xạ Sr/ Y mang đến sự thuận tiện
lớn nhưng hiện nay hệ thống sinh phóng xạ thường khơng dễ sử dụng. Một trong
những vấn đề chính trong việc tạo ra
phóng xạ

90

90

90

Sr/ Y cung cấp
90

90

Y là sự khó khăn để phát triển một hệ sinh

Y có độ sạch hạt nhân phóng xạ thích hợp (99.99%).

90

Việc tách Y từ Sr phức tạp và địi hỏi phải có các bước hóa học tinh vi để
90
đạt được độ tinh khiết cần thiết cho Y nhằm mục đích sử dụng làm nguyên liệu
cho sản xuất dược chất phóng xạ.

Phương pháp tách

90

Y từ

90

Sr khơng đủ đơn giản để được sử dụng thường

xuyên trong các trung tâm hay các cơ sở sản xuất dược phẩm nhỏ.

90

Y có thể được tách

90

ra từ Sr bằng cách sử dụng kết hợp một số kỹ thuật tách như kết tủa, chiết dung môi,
sắc ký trao đổi ion. Hầu hết các phương pháp đều cồng kềnh, đòi hỏi phải xử lý một
90

lượng hoạt độ lớn trong một thể tích nhỏ Sr và bao gồm nhiều bước tiến hành. Các
phương pháp này cũng sử dụng một lượng lớn thuốc thử như axit, ion trao đổi, vv…,
do đó tồn tại khả năng cịn chứa tạp chất kim loại và làm cho

11

90

Y khơng thích


hợp cho các ứng dụng dược chất phóng xạ. Một lượng lớn chất thải phóng xạ chứa
90

Sr được tạo ra từ các phương pháp trên cũng đòi hỏi phải được xử lý thích hợp.
90

90

Các nhà sản xuất thương mại tách Y từ Sr bằng cách sử dụng kết hợp các
kỹ thuật tách như kết tủa, chiết dung môi, sắc ký trao đổi ion. Các quá trình này
được thực hiện tại các cơ sở sản xuất dược chất phóng xạ và sau khi kiểm tra chất
lượng, lượng

90

Y điều chế được được chuyển đến các cơ sở y học hạt nhân. Do chu
90

kỳ bán rã ngắn của Y nên trên thực tế sự mất mát hoạt độ là không thể tránh khỏi
trong quá trình vận chuyển. [6]
1.4. Sản xuất đồng vị

177

Lu

1.4.1. Khái quát về luteti

Luteti là một nguyên tố hóa học có kí hiệu Lu và số ngun tử 71. Cấu hình
14

1

2

điện tử ở trạng thái cơ bản là [Xe] 4f 5d 6s và được minh họa như trong Hình 4.
Đây là một trong các nguyên tố đã được xếp vào nhóm "đất hiếm". Một trong các
176

ĐVPX của nó ( Lu) được dùng trong công nghệ hạt nhân để xác định tuổi của các
thiên thạch. Luteti luôn cộng sinh với nguyên tố yttri và đôi khi được dùng trong các
hợp kim và chất xúc tác trong các phản ứng hóa học khác nhau.

Hình 4. Cấu hình electron của luteti (Z = 71)
Luteti tự nhiên gồm một đồng vị ổn định
176

175

Lu (chiếm 97.41%), và một ĐVPX

10

beta Lu có chu kỳ bán rã 3.78×10 năm (2.59%) ĐVPX này được sử dụng để định
tuổi. Luteti gồm 33 ĐVPX đã được nhận biết, trong đó đồng vị tự nhiên ổn định nhất là
176

174

173

Lu, và các đồng vị tổng hợp Lu có chu kỳ bán rã 3.31 năm, và Lu là 1.37 năm.
Tất cả các ĐVPX còn lại có chu kỳ bán rã nhỏ hơn 9 ngày, và đa số trong đó có

12


chu kỳ bán rã nhỏ 30 phút. Nguyên tố này có 18 meta state (trạng thái siêu ổn định),
với trạng thái ổn định nhất là
và

178m

177m

Lu (T1/2 = 160.4 ngày),

174m

Lu (T1/2 = 142 ngày)

Lu (T1/2 = 23.1 phút).

Các đồng vị đã được biết đến của luteti có khối lượng nguyên tử nằm trong
khoảng từ 149.973 (

150

Lu) đến 183.961 (

vị ổn định phổ biến nhất,

175

184

Lu). Cơ chế phân rã chủ yếu trước đồng

Lu, là bắt điện tử (với alpha và positron), và cơ chế chủ
175

yếu sau là phân rã beta. Các sản phẩm phân rã chủ yếu trước
Lu là các đồng vị
của nguyên tố 70 (ytterbi) và các sản phẩm phân rã sau là các đồng vị của nguyên tố
72 (hafni). [7]
1.4.2. Sản xuất đồng vị

177

Lu

Thời gian bán rã:

6.734 ngày

Sơ đồ điều chế:

176Lu

(n,γ)

177Lu
β

177Yb → 177Lu

176Yb

(n,γ)

Hình 5. Hai phương pháp sản xuất

177

Lu trong lị phản ứng

177

Lu (có năng lượng beta cực đại 0.497 MeV) là một kim loại họ lantan có số
oxi hóa +3 và hữu ích trong nhiều ứng dụng y học. Do có tiết diện bắt neutron khá lớn
nên

177

Lu có thể được sản xuất trực tiếp từ lò phản ứng với hoạt độ riêng tương đối cao

bằng cách cho

176

Lu làm giàu bắt neutron. Tuy nhiên, độ giàu đồng vị trong tự nhiên là

khá thấp 2.59% nên quá trình sản xuất cần phải có vật liệu bia

13

176

Lu đã


được làm giàu (>70%). Ngồi ra, có thể sản xuất chất mang tự do
phân rã beta của

177

Yb tạo thành từ phản ứng bắt neutron của

177

Lu gián tiếp từ

176

Yb đã làm giàu.

1.4.3. Phương pháp kích hoạt trực tiếp qua phản ứng (n,γ)
Phương pháp sản xuất trực tiếp qua phản ứng

những ưu điểm sau: [8]

176

Lu (n,γ)

177

Lu mang lại

 Là phương pháp ít phức tạp nhất để chiếu bia trong lò phản ứng cũng như

địi hỏi ít sự thay đổi thiết kế trong chiếu xạ trong lò phản ứng và các cơ
sở xử lý.
 Xử lý bia chiếu xạ dễ dàng, nhanh chóng và ít yêu cầu khắt khe về mặt kỹ

thuật. Cơ sở cần thiết để xử lý bia không yêu cầu cài đặt và bảo trì phức
tạp.
 Có sự linh hoạt để tăng hoặc giảm mức sản xuất theo yêu cầu bằng cách
điều chỉnh kích thước bia.
 Q trình này tạo ra lượng thải phóng xạ khơng đáng kể.
 Phương pháp sản xuất này là sự lựa chọn ít tốn kém nhất để điều chế
177

Lu với độ tinh khiết cần thiết.

 Khơng giống như các hạt nhân phóng xạ hữu ích về mặt y học khác,

phương pháp sản xuất trực tiếp qua phản ứng (n, γ) thường mang lại triển
vọng sản xuất

177

Lu với hoạt độ riêng đủ để chuẩn bị các dược chất phóng

xạ trong điều trị bệnh vì

176

Lu có tiết diện bắt neutron nhiệt tạo thành

177

Lu

176

rất cao (σ = 2050 barn). Tiết diện bắt neutron của Lu không tuân theo quy
luật 1/v, và có sự cộng hưởng mạnh mẽ rất gần với vùng nhiệt.

Mặc dù có nhiều ưu điểm nhưng phương pháp sản xuất trực tiếp vẫn tồn tại
một số nhược điểm đáng lo ngại ảnh hưởng đến việc sử dụng các phương pháp này
bao gồm: [8]
 Với mục tiêu nâng cao hiệu suất sản xuất cũng như hoạt độ riêng của
177

Lu, cần thiết sử dụng bia

tự nhiên của

176

Lu làm giàu do độ phổ biến đồng vị trong

176

Lu rất hạn chế (2.59%).

 Hoạt độ riêng của

177

Lu thu được bằng phương pháp này thường là 7401110 GBq (20-30 Ci)/mg so với giá trị hoạt độ riêng lý thuyết là 4.07 TBq
177

(110 Ci)/mg. Điều này chỉ ra rằng chỉ có 25% nguyên tử là Lu, và 75%
còn lại bao gồm hỗn hợp sản phẩm là các ngun tử khơng phóng xạ

14


175/176

Lu. Do đó, hoạt độ riêng tối đa có thể đạt được trong các lị phản
ứng thơng lượng cao là khoảng 70% giá trị lý thuyết.
 Các giá trị hoạt độ riêng này đủ để chuẩn bị cho các tác nhân đánh dấu
177

Lu được sử dụng để giảm đau xương, điều trị ung thư gan và một số
ứng dụng khác.

 Sản phẩm điều chế trực tiếp

177

Lu với hoạt độ riêng 740-1110 GBq (20-30
Ci)/mg có thể đủ cho điều trị phóng xạ receptor peptide PRRT (peptide
receptor radionuclide therapy). Tuy nhiên, hoạt độ riêng giảm theo thời
177

gian, do đó thời hạn sử dụng Lu thu được bằng phương pháp này dùng
cho PRRT là có hạn. Nếu để sử dụng trong các ứng dụng khác có thể cần
đến hoạt độ riêng cao hơn.
 Một đặc trưng của phương pháp này là sự kết hợp sản sinh

177m

Lu mang
đến nhiều thách thức liên quan đến bảo vệ bức xạ và xử lý chất thải.

Hoạt độ riêng của

177

Lu được sản xuất trực tiếp từ

176

Lu được làm giàu có thể

bị giới hạn bởi các giai đoạn chiếu xạ cần thiết để giảm thiểu sự sản sinh

dài được tạo ra bởi phản ứng cạnh tranh
phương pháp gián tiếp cung cấp

176

Lu (n,γ)

177m

Lu sống

177m

Lu. Vì những lý do này,

177

Lu có độ sạch hóa phóng xạ cao nhất. [1]

1.4.4. Phương pháp sản xuất gián tiếp từ

176

Yb
β

Sản xuất gián tiếp qua sơ đồ điều chế 176Yb (n,γ) 177Yb → 177Lu mang lại những ưu điểm sau: [8]

 Thu được hoạt độ riêng

177

Lu lên đến > 2.96 TBq (80 Ci)/mg so với hoạt
độ riêng lý thuyết 4.07 TBq (110 Ci)/mg.

 Có khả năng cung cấp

177

Lu với độ tinh khiết hạt nhân phóng xạ cao nhất

có thể.
 Sự hiện diện của các tạp chất phóng xạ sống dài (ví dụ:

177m

–5

Lu, <10 %)
bị loại trừ (dưới giới hạn phát hiện) và do đó giảm thiểu các vấn đề về
bảo vệ bức xạ và xử lý chất thải.
 Hoạt độ riêng độc lập với thông lượng neutron.


177

Lu thu được bằng phương pháp này có thời hạn sử dụng dài hơn (lên
đến 2 tuần) do khơng có sự suy giảm đáng kể về hoạt độ riêng.

15