Forskere producerer langvarig radioisotop, der genererer en nødvendig isotop efter behov

Ved hjælp af højintensitets protonstråler, forskere lavede betydelige mængder titanium-44 ( ⁴⁴ Ti), hvilket er særligt nyttigt for astrofysikens forskningsmiljø i deres undersøgelser af supernovaer. I jagten på alternative anvendelser af denne isotop, forskerne designede også et system, der fikserer denne isotop på en overflade. Der, det henfalder til det meget kortere levetid scandium-44g ( ⁴⁴ gSc). Scandium er afgørende for positronemissionstomografi (PET) scanninger af aktiviteter i hjernen, hjerte og andre steder.

Udfordringen er at producere nok ⁴⁴ Ti for at tilfredsstille behovene hos astrofysik og medicinske forskningsmiljøer, så at holde ⁴⁴ gSc (halveringstid på ~ 4 timer) "på lager" på hospitaler påvirkes ikke af konkurrerende forskningsanvendelse af "forælderen" ⁴⁴ Ti materiale. I teamets nye enhed, det ⁴⁴ Ti bliver en "generator" af ⁴⁴ gSc. Scandiet kan bruges til PET -billeddannelse til at studere metaboliske processer i kroppen. Korrekt vedligeholdt, en sådan radionuklidgenerator kan vare i årtier, at levere en on -site levering af den nødvendige isotop.

Positronemissionstomografi (PET) er typisk afhængig af relativt kortvarige positronemittere, dvs. radioisotoper, der henfalder med emission af "antimateriale" elektroner og har halveringstider i størrelsesordenen 10 til 110 minutter. Længere levet positronemittere som 44Sc i sin energiske grundtilstand ( ⁴⁴ gSc) muliggør billeddannelse af langsommere biologiske processer. Titanium-44 (halveringstid 60 år), som fungerer som kilde til ⁴⁴ gSc, er også af interesse for astrofysikere, der studerer stofs oprindelse i supernovaer:isotopen produceres ved siliciumforbrænding i de inderste områder af materialet, der skubbes ud i kernekollaps-supernovaer i de samme processer, der producerer jern og 56Ni. Referenceprøver af ⁴⁴ Ti bruges således som standarder for detektorkalibreringer.

Selvom hundredvis af mikrogram ikke lyder imponerende for nogle, sådanne masser kan repræsentere verdens lager af en værdifuld isotop. Forskere fra Los Alamos og Brookhaven National Laboratories har demonstreret en metode til fremstilling af mængder af ⁴⁴ Ti, der er tilstrækkelige til at understøtte vigtig udviklingsforskning i den medicinske anvendelse af scandium. De designede også en teknik til at fastsætte radioaktiviteten på en solid støtte, så den løbende kan vaskes med en passende løsning for at genvinde sin datterisotop ⁴⁴ gSc til medicinsk forskning. Den langlivede forælder giver efter ⁴⁴ gSc på daglig basis "efter behov" til PET -billeddannelsesformål, der er direkte tilgængelige på hospitaler og andre faciliteter.