Opis projektu
Badanie konstrukcji cyklotronu o wysokiej intensywności do produkcji medycznych izotopów promieniotwórczych
Technet-99m (99mTc) jest metastabilnym izotopem promieniotwórczym wykorzystywanym w niezliczonych medycznych procedurach diagnostycznych. Obecnie wytwarzany jest on prawie wyłącznie w kilku ostatnich, starzejących się reaktorach badawczych na świecie. Produkty radiofarmaceutyczne na bazie 99mTc stosowane są w badaniach obrazowych i funkcjonalnych mózgu, mięśnia sercowego, tarczycy, płuc, wątroby, pęcherzyka żółciowego, nerek, szkieletu, krwi, jak również różnych nowotworów. W zależności od procedury 99mTc wiąże się ze związkiem, który transportuje go do docelowej lokalizacji. Bezpośrednie wytwarzanie 99mTc przy użyciu cyklotronów protonowych jest najbardziej obiecującą metodą w celu zwiększenia ich dostępności, jednak kluczowym wyzwaniem jest zaprojektowanie kompaktowego aparatu o wysokiej intensywności, określanego mianem „samoekstrahującego cyklotronu” (ang. self-extracting cyclotron, SEC). Finansowany ze środków UE projekt InnovaTron przyczyni się do ulepszenia konstrukcji magnesów i optyki do kierowania wiązki w SEC w oparciu o nowe rozwiązania technologiczne.
Cel
Tc99m is the most widely used isotope in nuclear medicine. Production is almost exclusively done with a few ageing research reactors worldwide. Recent shutdowns of some those reactors have resulted in a worldwide Tc99m shortage. Europe is affected, because it is the second largest consumer of Tc99m worldwide. In response to growing concerns about Tc99m availability and the increasing demand in medicine, alternative production routes are being explored in the community. Direct production by proton cyclotrons looks the most promising solution. Cyclotrons offer several advantages, one of them being the possibility for local production, as is done for other commonly used medical isotopes. Large-scale production of Tc99m requires high proton beam intensities. InnovaTron focuses on a cutting-edge research project in accelerator design. The key challenge is the design of an innovative compact high-intensity cyclotron, named ‘self-extracting cyclotron’. In this machine, the proton beams exit without using an extraction device. Such devices usually prevent the extraction of high beam currents as would be needed for Tc99m production. A prototype machine was built by the company IBA around the year 2000. Self-extraction was successfully proven by extracting a current close to 2 mA. However, rather poor beam quality was observed resulting in too high machine activation and a maximum extraction efficiency not larger than 80%. This was encouraging but not yet good enough for industrial applications. InnovaTron will improve the magnet design and the beam-optics of the self-extracting cyclotron based on new technological solutions. It will be realized using high-level computer-aided design and beam physics studies. Key goals are: i) high currents up to 10 mA or more, ii) extraction efficiency higher than 95%, iii) beam quality at least a factor three better than the prototype.
This cyclotron will allow production of high quantities of Tc99m and other frontier medical isotopes.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Koordynator
1348 Ottignies Louvain La Neuve
Belgia