Medical Radiology and radiation safety

Медицинская радиология и радиационная безопасность

1024-6177 2618-9615

26786

10.12737/article_5c55fb4d218e20.76419134

Радиационная физика, техника и дозиметрия

Radiation physics, technology and dosimetry

Радиационная физика, техника и дозиметрия

Research of 131Cs Radionuclide Production for Brachytherapy with Photonuclear Method

Исследование возможности получения радионуклида 131Cs для брахитерапии фотоядерным способом

Белоусов

А. В.

Belousov

A. V.

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

Желтоножская

М. В.

Zheltonozhskaya

M. V.

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Москва Россия M.V. Lomonosov Moscow State University Moscow Russian Federation

64 1 53 57

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/26786/view

Цель: Исследование возможности получения 131Cs в реакции (γ, 2n) на пучках тормозных фотонов, получаемых на ускорителе электронов путем облучения природного цезия, состоящего из единственного стабильного нуклида 133Cs. Материал и методы: Проведено облучение мишени природного цезия на импульсном разрезном микротроне НИИЯФ МГУ с энергией электронов 55 МэВ, средним током 40–45 нА в течение 80 мин. После экспозиции гамма-излучение мишени измерялось на полупроводником спектрометре Canberra с детектором из сверхчистого германия большого объема. Результаты: Активность в облученном образце 131Cs оказалась равной 8,1 ±1,0 мкКи на момент окончания облучения. Заключение: При брахитерапии для курса лечения пациента обычно применяют от 10 до 60 микроисточников. Активность одного терапевтического микроисточника131Cs составляет порядка 10–3 Ки, наработка требуемого количества становится возможной при использовании ускорителей электронов с токами порядка 50 мкА.

Purpose: Currently a brachytherapy method with 125I received widespread acceptance in the treatment of prostate cancer. However, since 2003, 131Cs radio-implants have been approved for clinical use in the treatment of this type of cancer. To investigate alternative 131Cs receiving channels using electron accelerators and to evaluate the effectiveness of this method for its use in brachytherapy. Material and methods: To study alternative channels for the 131Cs production using electron accelerators and to evaluate the efficiency of this method, we irradiated the natural cesium target (0.35 g) on a pulsed microtron with an electron energy of 55 MeV, an average amperage of 40–45 nA during 80 min. Results: The 131Cs activity in the irradiated sample was 12.2 ± 1.0 μCi at the end of irradiation. Conclusion: In brachytherapy, 10 to 60 micro-sources are usually used to treat a patient. The activity of one therapeutic micro source is 131Cs of the order of 10–3 Ci. Thus, the development of the required amount becomes possible when using electron accelerators with currents of the order of 50 mA. In the future it is also necessary to investigate 131Cs in the electron energy range 30–45 MeV for choosing the optimal irradiation regime.

медицинская физика брахитерапия активация ускорители электронов фотоядерные реакции 131Cs

medical physics brachytherapy activation electron accelerators photonuclear reactions 131Cs

Kehwar T.S., Jones H.A., Huq M.S., Smith R.P. Changes in radiobiological parameters in 131Cs permanent prostate implants // J. Radiother. Practice. 2013. Vol. 12. P. 66-79.

Kehwar TS, Jones HA, Huq MS, Smith RP. Changes in radiobiological parameters in 131Cs permanent prostate implants. J Radiother Practice. 2013;12:66-79.

Glaser S.M., Benoit R.M., Smith R.P., Beriwal S. Long-term quality of life in prostate cancer patients treated with cesium-131 // Brachytherapy. 2016. Vol. 15. P. 48-53.

Glaser SM, Benoit RM, Smith RP, Beriwal S. Long-term quality of life in prostate cancer patients treated with cesium-131. Brachytherapy. 2016. 15:48.

Knaup C., Mavroidis P., Esquivel C. et al. Radiobiological comparison of single and dual-isotope prostate seed implants // J. Radiother. Practice. 2013. Vol. 12. P. 154-162.

Knaup C, Mavroidis P, Esquivel C, et al. Radiobiological comparison of single and dual-isotope prostate seed implants. J Radiother Practice. 2013.12:154-62.

Yondorf M.Z., Parashar B., Sabbas A. et al. Radiation exposure after neurosurgical resection and permanent intraoperative cesium-131 radioisotope brachytherapy in patients with brain tumors // Brachytherapy. 2014. Vol. 13. P. 109-110.

Yondorf MZ, Parashar B, Sabbas A, et al Radiation exposure after neurosurgical resection and permanent intraoperative cesium-131 radio-isotope brachytherapy in patients with brain tumors. Brachytherapy. 2014.13:109-10.

Zlokazov S., Swanberg D. J., Egorov O. et al. Method for large scale production of cesium-131 with low cesium-132 content // US Patent Application Publication. 2012.

Zlokazov S, Swanberg DJ, Egorov O, et al. Method for large scale production of cesium-131 with low cesium-132 content. United States Patent Application Publication. 2012 Jun.7.

Tárkányi F., Hermanne A., Takács S. et al. Cross section measurements of the 131Xe(p,n) reaction for production of the therapeutic radionuclide 131Cs // Appl. Radiat. Isot. 2009. Vol. 67. № 10. P. 1751-1757.

Tárkányi F, Hermanne A, Takács S, Rebeles RA, Van den Winkel P, Király B, Ditrói F, Ignatyuk AV. Cross section measurements of the 131Xe(p,n) reaction for production of the therapeutic radionuclide 131Cs. Appl. Radiat. Isot. 2009. 67(10):1751-7.

Браун Г.Н., Суонберг Д.Дж., Брэй А. Способ отделения и очистки цезия-131 от карбоната бария. - М: Евразийская патентная организация Патент № 9820. 2008.

Brown GN, Swanberg DJ, Bray LA. Method of separation and purification of cesium-131 from barium carbonate: Pat.: 9820, Eurasian Patent Organization 28.04.2008. (Russian).