ПРОЕКТ РАДИОИЗОТОПНОГО КОМПЛЕКСА РИЦ-80 В ПИЯФ (первый этап) В. Пантелеев, 27.12.2012. - презентация

1 ПРОЕКТ РАДИОИЗОТОПНОГО КОМПЛЕКСА РИЦ-80 В ПИЯФ (первый этап) В. Пантелеев,

2 ИРИС - единственная в России ISOL установка (работает в ПИЯФ с 1975 г.) Протоны: 1000 MeV, до 0.3 μA на мишени Мишени: фольги тугоплавких металлов, расплавленные металлы, карбиды металлов; 238 UC для получения изотопов, распадающихся β - распадом Ионные источники: плазменные, поверхностной ионизации, высокоселективный лазерный ионный источник Получаемые изотопы: изотопы большинства элементов Периодической системы с периодами полураспада миллисекунды-годы Главные цели: ядерно-физические исследования; с 2010 г. разработка методов получения радионуклидов для ядерной медицины Долгоживущие изотопы Cs из 238 UC мишени, измеренные с помощью цилиндра Фарадея на коллекторе масс-сепаратора ИРИС. Эффективность получения ε r-i = 65±15% В. Пантелеев,

3 Оценка глобального рынка, $ млрд. Мировой рынок медицинских радиоизотопов Диагностические Терапевтические Исследовательские Стоимость производства 82 Sr На международном рынке стоимость 0.06 Кюри 82Sr $ На циклотроне при токе протонов 100 мкА за 10 дней облучения после выдержки и выделения можем получить 4 Кюри Sr $ Стоимость работы циклотрона ~ руб/час (500$/h) – за 10 дней $ 4 источника в год $ Медицинские центры Северо-западного региона - в настоящее время уже получена заявка на поставку стронция-82 на тесты Sr/Rb генератора в РНЦ РХТ. Планируются поставки радионуклидов и радиофармпрепаратов в другие регионы Российской Федерации и продажа за границу, Потенциальные потребители +21% в год $ млрд В. Пантелеев,

4

5 Разрабатываемый проект радиоизотопного комплекса включает в себя три мишенные станции для производства наиболее используемых в настоящее время радионуклидов. Система автоматической транспортировки обеспечивает перемещение облученных мишеней в горячие камеры, где происходит выделение получаемых радиоизотопов и приготовление соответствующих радиофармпрепаратов. Энергия выведенного протонного пучка МэВ и интенсивность до 200 мкА обеспечивает самые широкие возможности в получении медицинских радионуклидов и радиофармпрепаратов для диагностики и терапии, которых до настоящего времени не было на других Российских установках. По своим параметрам и возможностям РИЦ-80 будет соответствовать самым лучшим зарубежным аналогам. По возможности получения сверхчистых радионуклидов данная установка не будет иметь мировых аналогов.

6 Мишенные станции изотопного комплекса РИЦ-80 для получения медицинских радионуклидов и радиофармпрепаратов. Станция 1:Инновационное направление - масс-сепаратор. Адаптация разработанных мишенных технологий для получения разделенных радионуклидов высокой чистоты Разработка ПИЯФ. Станция 2: Инновационное направление – сухое выделение. Высокотемпературное выделение радионуклидов из облученных мишенных веществ. Используются оригинальные разработки по выделению радиоизотопов на установке ИРИС, ПИЯФ. Станция 3: Классическое направление – производство радионуклидов, мокрая радиохимия, полуавтоматизированный или полностью автоматизированный синтез РФП. Приобретение готовой технологии. Поставщик - Von Gahlen, MicroSpin GmbH В. Пантелеев,

7 Радионуклид Т1/2 Мишень Время облуч. (ч) Активность в мишени (Ки) использование Ge-68 пэт калибр d Ga 240 2калибровка ПЭТ сканеров, диагностика заболеваний нейроэндокринной системы Sr- 82 пэт25.55 d Rb, Y диагностика заболеваний сердечно- сосудистой системы Rb-81/Kr-81 офэт4.6 h Y 12 2диагностика вентиляции легких Mo-99 офэт+тер2.74 d Mo диагностика и терапия различных видов опухолей In-111 офэт2.8 d Cd Диагностика воспалительных процессов и злокачественных образований I-123 офэт13.27 h Te диагностика щитовидной железы, локализация опухолей (нейробластома и феохромоцитома) I-124 офэт4.17 d Te диагностика щитовидной железы, локализация опухолей, терапия Tb-149 α-тер4.1 h Gd терапия злокачественных образований на клеточном уровне Ra-223, 224 α-тер11.4 d Th терапия злокачественных образований F hH2OH2O 1 7диагностика и терапия различных видов опухолей Радионуклиды, планируемые к получению на РИЦ-80 Кроме указанных в таблице радионуклидов, планируется создание линии для выделения Re-188, получаемого на реакторе.

8 Масс-сепаратор мишень Сухое выделение мишень Классическое направление мишень Sr-82YC, NbRb, RbCl, YCRb Ge-68 - Ga Mo -99Mo - - Rb-81/Kr-81YC, NbYC - In-111SnCd I-123Te -Xe I-124Te Tb-149GdC - - Ra-223, 224ThC - F H2OH2O Распределение возможности наработки нуклидов по трем направлениям

9

10

11 Перечень и стоимость оборудования р/х станции на радиоизотопном комплексе РИЦ-80 (первый этап) 1.Мишенная станция, Sr-82 мишень для металлического рубидия, включая автоматизированную смену мишеней и транспортировку облученной мишени на транспортную линию 1.4-секционный вертикальный сменщик мишеней, рассчитанный на работу с четырьмя мишенями, оснащенный системой охлаждения на 10 кW, с встроенным водяным охлаждением и отдельным гелиевым охлаждением 1.Оборудование для Sr-82/Rb-82 мокрой радиохимии, автоматизированная подготовка мишеней, работа с мишенями и выделение Sr-82 1.Два защитных горячих бокса с манипуляторами для размещения в зале мишеней, спроектированных для производства Sr-82 и Ge-68 и работы с иновационными мишенями 1.Транспортная линия от мишенных станций к защитным горячим боксам 6. Техническая документация, запуск и обучение Общая стоимость без учета таможенной пошлины и НДС составит Евро. Общая стоимость с учетом доставки, таможни, страховки уточняется. В. Пантелеев,

12 по проекту РИЦ-80 Выделение стронция

13 Высоковакуумный стенд и высокотемпературное мишенное устройство для тестирования новых мишенных веществ Исcледовались мишенные вещества для установок РИЦ-80 и ИРИНА, изготовленные по нашему заказу в НПО ЛУЧ : обогащенный 100 Мо, карбонитрид 238 U, карбид циркония, дикарбид иттрия, а также фольги ниобия и порошок RbCl. В. Пантелеев, Температура мишенного вещества: до 2700 °С Выделяемая на мишени мощность: более 4 кВт

14 Выделение радионуклидов из облученных дисков дикарбида иттрия, приготовленных методом высокотемпературного спекания Диски дикарбида иттрия Тпл =2000 °С. Производство НПО ЛУЧ x120 Гамма-спектр облученной мишени дикарбида иттрия Гамма спектр выделенного из мишени 82 Sr для испытаний Sr/Rb генератора в РНЦ РХТ В. Пантелеев, декабря специально приготовленный хлорид стронция передан в РНЦ РХТ для тестов Sr/Rb генератора. В настоящее время проводится тест генератора, заряженным стронцием-82, полученным в ПИЯФ

15 Выделение радионуклидов из облученного порошка RbCl радиохимическим методом и методом испарения мишенного вещества Облученный порошок RbCl. Спектр измерялся на расстоянии 330 мм (х 6) Хлорид стронция после выделения из оьлученной мишени. Спектр измерялся на расстоянии 130 мм Радиохимическое выделение (В.К. Капустин), ε r ~30% Высокотемпературное выделение новый метод ИРИС, ε r ~60% В. Пантелеев,

16 Выделение изотопов радия, распадающихся альфа-распадом, из карбида урана-238 высокой плотности В. Пантелеев,

17 Альфа спектр изотопов в альфа-распадной цепочке нуклидов 228 Th– 224 Ra- 220 Rn- 216 Po- 212 Pb β Bi- 208 Tl β Pb из распада 228 Th, выделенного из UC мишени на танталовый коллектор при Т ~2400 °С В. Пантелеев,

18 Мишенно-линзовая часть нового тестового масс-сепаратора в экспериментальном зале ИРИС

19 Создание инновационных мишенных станций 1. Разработка прототипа сухого мишенного устройства и испытание его на пучке Ц-80 промежуточной интенсивности. Изготовление рабочих мишенных устройств. 2. Разработка прототипа мишенно-ионного устройства масс-сепаратора, испытания его на тестовом масс-сепараторе и на пучке Ц-80 промежуточной интенсивности. Изготовление рабочих мишенных устройств. 3. Строительство масс-сепаратора и его установка в зале РИЦ Приобретение системы автоматического снятия и транспортировки мишенно-ионных устройств масс-сепаратора в хранилище м.-с. мишеней. 5. Разработка и изготовление системы приемников – детекторов нарабатываемой активности 6. Разработка и изготовление системы автоматического извлечения коллекторов с наработанной активностью из вакуумного объема высокотемпературных мишеней и вакуумных камер коллекторов масс-сепаратора. Общая стоимость составит около 100 млн.руб. В. Пантелеев,

20 Монтаж оборудования циклотрона Ц-80 (пучок протонов энергии МэВ, ток до200 μA) будет завершен в гг. Первый вывод пучка – первая половина 2013 г. Выход на интенсивность µА – вторая половина 2013г. Выход на полную интенсивность пучка 100 – 200 µА г. В настоящее время имеется полное финансирование на завершение строительства циклотрона и трех протонных трактов к мишеням РИЦ-80. РИЦ-80 (Радиоактивные Изотопы на циклотроне Ц- 80) Создание проекта г.г; (профинансировано) Строительство комплекса г.г. Получение небольших количеств ( Ки) генераторного радиоизотопа Sr-82 – конец начало2014 г. Магнит циклотрона Ц-80 в экспериментальном зале Текущее состояние проекта В. Пантелеев, Финасирование по проекту РИЦ-80: 0 руб

21 Проблемы Основная проблема это острый дефицит специалистов для практического осуществления проекта РИЦ-80. Для проведения вышеуказанных работ по проекту необходимо привлечение к работе, как минимум, двух радиохимиков, инженера и техника по автоматическим системам и электрическому оборудованию, специалиста по современной вакуумной технике. Необходимо уже сейчас формировать эксплуатационную группу специалистов для их последующего обучения, основной задачей которых будет работа на комплексе. Для привлечения специалистов на подобную тяжелую и сложную работу (работа с радиоактивностью и в радиационных полях) нужны гарантии достаточно высокой зарплаты, а для молодых специалистов еще и обеспечение жильем, или компенсация оплаты жилья при его съеме. Необходимо финансирование текущих работ, обновления работающих установок, а также новых разработок, которые уже сейчас осуществляются на установке ИРИС для их дальнейшего внедрения при осуществлении проекта РИЦ-80. При наличии соответствующих гарантий набор специалистов должен осуществляться уже сейчас. При отсутствии указанных специалистов и достаточного текущего финансирования сроки выполнения работ не могут быть выдержаны и под угрозой оказывается само выполнение работы по проекту. В. Пантелеев,