[发明专利]制备放射性同位素的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于制备放射性同位素的方法以及实施该方法的设备。

背景技术

在核医疗领域，正电子发射断层造影术是需要发射正电子的放射性同位素或用这些相同的放射性同位素标记的分子的成像技术。放射性同位素¹⁸F是最常用的放射性同位素之一。其它常用的放射性同位素是：¹³N；¹⁵O；以及¹¹C。放射性同位素¹⁸F具有109.6分钟的半衰期，因此可以被输运到与其生产场所不同的地方。

¹⁸F最经常以其离子形式制备。通过用加速质子轰击包含富含¹⁸O的水的靶而获得它。已经开发出多种靶，全部都具有以更佳产率在短时间内制备¹⁸F的相同目标。通常来说，用于制备放射性同位素的设备包括质子加速器和通过冷却装置冷却的靶。该靶包含由束窗口密封的腔，以形成密封室，放射性同位素的前体以液体或者气体形式包含在其中。

通常，引导至靶的质子束的能量在数MeV至约20MeV的数量级。所述束能量导致靶加热以及含有放射性同位素前体的液体的蒸发。由于蒸汽相具有较低的制动能力，所以辐射束中的大量粒子穿过密封室而没有被放射性同位素的前体吸收，这不仅降低了放射性同位素的产量，而且还引起靶的进一步升温。这种公知现象一般称作“隧穿效应”。

目前已知可使用为密封室增压的系统来降低隧穿效应的幅度，例如文献WO2010007174所描述的那样。所述系统用不活泼气体为靶的密封室增压，从而增加密封室内的前体液体的蒸发温度。然而，这种方案具有如下缺陷，即，必须在靶的密封室内的更高压力下操作，这需要将靶设计成能够经受更高的压力。所述靶具有这样的缺陷，即，其必须被提供有比传统靶更大的壁厚。因此需要较高的束能量来照射放射性同位素前体。

文献JP2009103611描述了一种用于制备放射性同位素的设备，包括用于对密封室增压的系统，其能够维持密封室内的恒定内部压力。为了避免压力增大导致的束窗口破裂，文献JP2009103611提出了为密封室装备控制阀，如果密封室内的压力超过阈值，则允许受控地排出放射性同位素前体流体。该方案的缺点尤其在于导致密封室内容纳的放射性同位素前体流体的体积损失。而且一些放射性同位素前体流体可能非常昂贵，这意味着无论如何必须避免不适当的排放。为了阻止不适当的排放，靶的密封室内的工作压力必须充分低于排放压力。

在用于制备放射性同位素的靶被质子束日常照射数小时的情况下，靶的一些区域会随时间而变脆弱。照射室的加热因此可损坏用于对由束窗口封闭的腔进行密封的密封件，导致泄露。泄露还可发生在束窗口处。此外，对靶的照射产生二次辐射，其可损坏相邻的部件，例如管道、阀或为靶配备的压力传感器，同样引起泄露。虽然上述增压设备具有将放射性同位素前体流体维持在凝聚或半凝聚态的优点，但是照射室内的可能泄露和/或例如由于失误的阀引起的靶的充填不良不能被及时探测到。如果监视密封室中的内部压力的装置记录到该压力的下降，则增压装置将正常地向靶内注入不活泼气体以重新升高其内部压力。还应注意，由于对靶进行清洗且接着没有完全进行干燥而导致的杂质也可引起过压，这可能会被上述增压装置所掩盖。

当未充分填充的靶被照射时，除了获得差的放射性同位素产量之外，由于隧穿效应，靶的一些部分会迅速变热，甚至造成靶、密封件或束窗口变形。由于增压系统在压力改变时重新增大靶的内部压力，所以可能发生泄露而不能被及时探测到。

用放射性同位素流体前体填充密封室的程度越大，密封室内的压力在照射期间增大的就越多。而如果密封室内的内部压力超过某阈值，则这将引起束窗口的破裂，导致极端严重的后果。

因此，不仅必须防止由于压力增大而导致束窗口破裂，而且还必须及时检测到泄露问题或不充分填充。

发明内容

本发明的一个目的是当制备放射性同位素时及时探测到泄露问题和靶的填充不充分问题，并且阻止由于所述隧穿效应或者由于压力过度增大而引起的靶的劣化。

该目的通过权利要求书中描述的方法或装置来实现。