放射性核素髮生器
放射性核素髮生器
目錄
放射性核素髮生器以其母子體核素或直接以子體核素來命名，例如母體為99Mo、子體為99Tcm的裝置就叫99Mo-99Tcm發生器或99Tcm發生器。放射性核素髮生器在其有效期內，每隔一段合適的時間間隔就可從中分離一次子體核素，好像從母牛身上擠奶一樣，所以放射性核素髮生器又稱為“母牛”。例如99Mo-99Tcm發生器又叫99Mo-99Tcm母牛。放射性核素髮生器的問世，為需要應用短半衰期核素的單位提供了方便；為那些遠離產地、在通常情況下難於應用短半衰期核素的單位，解決了長期不好解決的一部分困難。
簡史 放射性核素髮生器最早始於醫學,1920年G.法伊拉由226Ra分離出222Rn，從而提出發生器的概念。1951年美國布魯克黑文國立實驗室M.W.格林等人基於法伊拉從226Ra分離222Rn的原理，研製成世界上第一個人工放射性核素髮生器132Te－132I發生器。以後99Mo-99Tcm、113Sn-113Inm等發生器陸續研製成功。理論上，應該有大批的這類母子體核素可供利用。為了發展更多的放射性核素髮生器，曾進行了大量的工作，美國的M.布魯斯研究了五年，於1965年發表文章，列出了118個可能有用的母牛體系。現在國際上實際應用的和研製的放射性核素髮生器有28Mg-28Al、38S-38Cl、42Ar-42K、44Ti-44Sc、47Ca-47Sc、68Ge-68Ga、72Se-72As、81Rb-81Krm、83Rb-83Krm、87Y-87Srm、90Sr－90Y、99Mo-99Tcm、103Pd-103Rhm、103Ru-103Rhm、111Ag-111Cdm、113Sn-113Inm、125Sb-125Tem、131Ba-131Cs、132Te-132I、137Cs-137Bam、188W-188Re、189Ir-189Osm、194Hg-194Au等。這些母體核素中，有的是加速器生產的，有的來自裂變產物，反應堆可生產的有28Mg、42Ar、47Ca、99Mo、103Pd、103RU、113Sn、131Ba、188W等。
母體核素的選擇 通常根據所要求的子體核性質，如射線類型、能量、半衰期及其他有關要求來選定母體核素。母體核素除了能衰變生成合用的子體核素和化學性質上便於子體核素的分離外，還應具有適當長的半衰期，易於大量獲得，而且價格低廉。例如醫學上要求有半衰期為幾小時、主要γ射線能量在100～250千電子伏之間的短半衰期核素來作臟器顯像、醫學診斷。為此，人們選擇的母體核素之一是99Mo。其根據就是99Mo的子體核素99Tcm在生物化學、藥物學性質上適合醫用，在核性質上又十分理想(見鍀放射性藥物)。99Tcm發射 141千電子伏的單能γ射線，半衰期為6.0小時，幾乎無β-射線，它的子體99Tc的半衰期長達年，幾乎可視為穩定核素，99Mo和99 Tcm化學性質的差異也易於進行分離。母體99Mo不僅半衰期為66.0小時，有利於遠程運輸，而且可以在反應堆中通過 98Mo的核反應或235U的核反應大量生產，價格便宜。
構造 放射性核素髮生器的構造，隨母體和子體核素分離方法的不同而不同。分離方法是根據有利於母子體核素的分離和對子體核素純度等的要求來選擇的。通常要求分離效果好、效率高、速度快、操作簡便，在多次重複的條件下分離得到的子體核素仍然具有較高的核純度、放化純度和放射性濃度，以及適用的化學狀態和穩定的化學組成。可用的分離方法有離子色譜法、溶劑萃取法和升華法等，常用的是離子色譜法。放射性核素髮生器中，以採用離子色譜法作為分離方法的99Mo-99Tcm發生器為例，基本部件是吸附柱（活性氧化鋁柱,99Mo以99MoO娸的形式吸附在柱上）、淋洗系統和用於保護工作人員的輻射屏蔽套。柱內生成的99Tcm不被活性氧化鋁吸附，當加入適當的淋洗劑時，99Tcm便以99TcmO嬄的形式被淋洗出來，稱之為“擠奶”。供醫用時，為了使用方便，除基本部件外，常附加子體核素溶液接收瓶和一定量的淋洗劑。吸附柱及淋洗系統需經消毒滅菌，而且為了在使用期間其洗脫液達到醫用注射液要求，還須另外附加無菌過濾器。
最佳擠奶使用時間間隔 任何一種母體半衰期大於子體半衰期的放射性核素髮生器，兩次擠奶之間的最佳時間間隔，即子體的放射性由零重新增長到最大值的時間，可由下式計算：
運用上式算得的99Mo-99Tcm發生器的最佳擠奶時間間隔約為22.9小時。但考慮到子體核素增長速率隨時間的變化是由快到慢的，故採取比22.9小時短一些的時間間隔來再次淋洗99Tcm較為經濟。每种放射性核素髮生器都有自己的最佳擠奶時間間隔，應用時須計算選擇。
應用 放射性核素髮生器可以為人們多次地、安全方便地提供核純、無載體、高比活度和高放射性濃度的短半衰期核素，所以它在醫學、工業、科研等領域中應用得相當多。從放射性核素髮生器中取得的短半衰期核素，可以直接應用或者製成多種多樣標記化合物(包括藥物)來應用。由於短半衰期核素的應用是醫學檢查診斷的一個方向，所以放射性核素髮生器在醫學上用得最多，除了已有的醫用放射性核素髮生器132Te-132I、99Mo-99Tcm、113Sn-113Inm、87Y-87Srm、68Ge-68Ga之外，又需要一些新的、半衰期更短的超短壽命的放射性核素髮生器。在已有的放射性核素髮生器中用得最多的是99Mo-99Tcm發生器。用99Mo－99Tcm發生器的洗脫液99Tcm高鍀酸鹽或用99Tcm高鍀酸鹽為原料標記的各種含99Tcm藥物，已廣泛用於腦、甲狀腺、涎腺、肺、心、血池、肝、膽、脾、腎、骨、骨髓等的掃描顯像和功能檢查。99Tcm的用量相當大，其用量已佔醫學診斷用放射性核素總用量的80％以上。
參考書目
孫素元等譯：《放射性同位素髮生器》（譯文集），原子能出版社，北京，1981。