Osiemdziesiąt trzy lata po tym, jak cyklotron został po raz pierwszy opatentowany, nauka ponownie przygląda się niszczycielowi atomów jako potencjalnemu producentowi izotopu promieniotwórczego, który pomaga lekarzom diagnozować miliony pacjentów na całym świecie każdego roku.
powiązana zawartość
- Zaledwie kilka miesięcy po odkryciu rentgen był w stanie wojny
- Dziwna historia Westerhouse Smasher Atom
- Wewnątrz technologii, która może zmienić Twój smartfon w osobistego lekarza
Cyklotron został opatentowany tego dnia w 1934 r. Przez Ernesta Lawrence'a, profesora na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Fizyk odebrał nagrodę Nobla z 1939 r. Za swój wynalazek, którego największe znaczenie w słowach komitetu Nobla miało „wytwarzanie sztucznie radioaktywnych substancji”.
„Pierwszy cyklotron Lawrence'a o średnicy 4 cali był wystarczająco mały, aby pomieścić go w jednej ręce”, pisze Science & Technology Review . „Ten niewielki aparat z mosiądzu i wosku uszczelniającego, którego budowa kosztowała około 25 USD, z powodzeniem przyspieszył jony molekularne wodoru do 80 000 woltów”.
Przegląd został wyczerpany przez Lawrence Livermore National Laboratory. Laboratorium zostało nazwane na cześć prestiżowej kariery Lawrence'a, która ujawniła się głównie w „Złotym wieku fizyki cząstek elementarnych”, w którym prace Lawrence'a zapoczątkowały.
W tym klimacie eksperymenty z cyklotronem szybko pomogły naukowcom odkryć wiele radioizotopów stosowanych obecnie w medycynie nuklearnej, w tym technetu-99, powszechnie nazywanego „koniem medycyny nuklearnej” ze względu na liczbę miejsc, w których jest on wykorzystywany. Lekarz wstrzykuje niewielką ilość izotopu promieniotwórczego do ciała pacjenta. Izotop jest absorbowany przez ciało pacjenta, a następnie wychwytywany przez skanery wykrywające promieniowanie. W ten sposób technet-99 można wykorzystać do wglądu w ludzkie ciała w procedurach od testów wysiłkowych serca do skanów kości. Krótki okres półtrwania (tylko sześć godzin) oznacza, że szybko znika z organizmu.
Ale przez resztę XX wieku izotopy wytworzone po raz pierwszy za pomocą prostego cyklotronu wytwarzano w reaktorach jądrowych zasilanych uranem. Wszystko zaczęło się zmieniać pod koniec 2000 roku, gdy starzejące się reaktory wytwarzające technet-99 napotkały problemy techniczne i zagrożono globalnej podaży medycznej niezbędnego narzędzia diagnostycznego. Kierownik jednego z tych reaktorów powiedział Richardowi Van Noordenowi dla Nature, że jest to „izotopowy odpowiednik zaniku prądu”.
Van Noorden napisał, że w wielu szpitalach brakowało technetu-99 przez tygodnie. I to był pierwszy raz. „Katastrofa wyraźnie pokazała, że światowy łańcuch dostaw izotopów medycznych był niebezpiecznie kruchy, polegając w dużej mierze na około czterech dotowanych przez rząd reaktorach zbudowanych w latach 50. i 60. XX wieku” - napisał. A teraz, gdy jedyny reaktor wytwarzający izotop w Ameryce Północnej wstrzymał produkcję, podaż jest bardziej zagrożona niż kiedykolwiek.
Podczas trwającego kryzysu niektórzy zaproponowali rozwiązanie polegające na powrocie do początku: cyklotron. Jedno rozwiązanie pojawiło się w Kanadzie, której reaktor Chalk River jest jednym z głównych światowych producentów technetu-99. Naukowcy z całego kraju współpracowali przy projektach pilotażowych z wykorzystaniem lokalnych cyklotronów do produkcji izotopów medycznych, które kiedyś były wytwarzane centralnie w reaktorze, ale technologia wytwarzania izotopów w wystarczających ilościach dla społeczności medycznej nie jest jeszcze w pełni gotowa.
Niektóre szpitale na całym świecie mają obecnie cyklotrony medyczne, ale wykonują inne zadania w medycynie nuklearnej i nie mogą wytwarzać technetu-99.
TRIUMF, laboratorium z Uniwersytetu w Kolumbii Brytyjskiej, które kieruje tym ładunkiem, twierdzi na swojej stronie internetowej, że innowacja jest tak naprawdę ulepszeniem obecnego systemu, ponieważ ogranicza odpady. Technetium-99 ma tylko sześciogodzinny okres półtrwania, więc jego duża część „zostaje zmarnowana, ponieważ ulega rozkładowi podczas transportu z odległych reaktorów przez firmy farmaceutyczne do szpitali”, czytamy na stronie internetowej. Zainstalowanie lokalnych cyklotronów w celu wytworzenia technetu-99 zmniejsza ilość odpadów i spowoduje, że medyczne procedury izotopowe będą tańsze, według strony internetowej.
Pomyśl o ich propozycji jako diecie 100-milowej, tylko dla izotopów medycznych.
