dn λ N dt λ Αρχικές συνθήκες: c b b η ενεργότητα της πηγης b δεν ειναι λb a a a λ λ b b a a b b

Transcript

1 Αυσίδες Ραδιενεργών ιασπάσεων A B C ιαδοχικές διασπάσεις: (σταθερός πυρήνας) dn N dt dn N dt N dt dn N dt c η ενεργότητα της πηγης N δεν ειναι Αρχικές συνθήκες: N 0 N N c t N t N 0e t t N t N 0 e e 1 t t Nc t N 01 e e 1

2 1 N t c tmx N t N t dn ln / Για t t mx : N tmx N t mx 0 tmx dt Ιδανική ισορροπία! t t, ο όγος των ενεργοτήτων Β/Α: N 1 N e t 2

3 1. Αν B / A B / A 2. Αν σταθεροποιείται σε >1 για t>>0 B / A 1 (ασταθής ισορροπία) 3. Αν (ευσταθής ισορροπία: ο αριθμός των θυγατρικών πυρήνων παραμένει σταθερός σχετικά με τον αριθμό των πυρήνων Α) N N t 3

4 Παραγωγή Ραδιοϊσοτόπων Ακτινοβόηση με δέσμη φορτισμένων σωματιδίων από επιταχυντή. Βομβαρδισμός στόχου με σταθερά φορτισμένα σωματίδια εκπομπή προϊόντος αντίδρασης. dn ( Nσαg n ) dt dn : αριθμός παραγόμενων ραδιενεργών πυρήνων : αριθμός ατόμων στόχου / όγκο : σταθερά εκπομπής ραδιοισοτόπου g : πάχος στόχου dt : το διάστημα ακτινοβόησης σ : ενεργός διατομή της πυρηνικής αντίδρασης n : αριθμός ραδιενεργών ατόμων σε χρόνο t Ν : αριθμός εισερχομένων σωματιδίων 4

5 Παραγωγή Ραδιοϊσοτόπων Θεωρούμε ότι ο στόχος μας είναι ομογενής. Αν για t=0 n=0 Ενεργότητα: n Nσαg 1 e n Nσαg 1 e t t Ροή σωματιδίων Φ=Ν/S / (S η διατομή ομογενούς δέσμης) Αριθμός ατόμων στόχου U=Sg n ΦσU 1 e t 5

6 Παραγωγή Ραδιοϊσοτόπων Ακτινοβόηση με νετρόνια από Πυρηνικό Αντιδραστήρα Θεωρούμε αντί παράηης δέσμης ροή από όες τις κατευθύνσεις. Αν έχουμε ένα στόχου όγκου V (αυθαίρετου σχήματος) τότε U U dn (Φ σαv n) dt dn (Φ σu n) dt Πυκνότητα ροής σωματιδίων που διαπερνούν μοναδιαία σφαίρα /μονάδα χρόνου Αν U 0 o αρχικός αριθμός ατόμων του στόχου 1 Φσt 0 1 Φσt n U e 0 n U e Θεωρούμε πήρη μετατροπή με μακρά περίοδο βομβαρδισμούβ 6

7 Στη γενική περίπτωση έχουμε Παραγωγή Ραδιοϊσοτόπων Φσt dn ΦσU e n dt 0 ΦσU n e e Φσ 0 Φσt t T mx n=u 0 t mx lnφσ ln Φσ 7

8 Ραδιοϊσότοπα Ειδική ενεργότητα : ενεργότητα / μάζα του σταθερού ισότοπου στοιχείου για τις εφαρμογές ραδιοεπισημάνσεων πρέπει να είναι όσο το δυνατό πιο υψηή ώστε το ποσοστό του σταθερού στοιχείου που χορηγείται να μην είναι ικανό να διαταράσσει την ομαή συμπεριφορά του συστήματος. Καθαρότητα ραδιοϊσοτόπου :το ποσοστό της οικής ενεργότητας που βρίσκεται στην επιθυμητή/ειδική κατάσταση του στοιχείου πχ. το 60 Co (τ ½ =5,3 y) με απή ακτινοβόηση μεταικού Co σε αντιδραστήρα χωρίς άη επεξεργασία. Βεόνες 132 Ι (τ ½ =74 d) από ακτινοβόηση συρμάτων Ir όγω μικρού τ ½ παράγονται κοντά στον χώρο χρήσης. 55 Fe από ακτινοβόηση 54 Fe σε αντιδραστήρα (συνήθως Fe 2 O 3 ). 55 Fe 55 Mn. Η καθαρότητα εέγχεται από την μέτρηση της εκπομπής συναρτήσει του χρόνου. 8

9 Ραδιοφάρμακα Ραδιοϊσότοπο: ραδιενεργό στοιχείο που εκπέμπει ένα ή περισσότερα είδη ακτινοβοίας. ΕΝ χορηγείται στον οργανισμό. Ραδιοφάρμακο: ουσία της οποίας οι ιχνηθέτες ακτινοβοούν και παρουσιάζει συγκεκριμένη βιο-διασπορά, ρυθμό αποβοής και χρόνο ημιζωής Κατάηος σχεδιασμός της δομής του μορίου του ραδιοφαρμάκου έχει σαν αποτέεσμα τη συμμετοχή του σε βιοογικούς βο ογ ούς μηχανισμούς και κατά συνέπεια τον εκεκτικό εντοπισμό του σε κάποιο όργανο/ιστό. Ανάογα με τις φυσικοχημικές ή βιοογικές ιδιότητες του ραδιοφαρμάκου συγκεντρώνεται για κάποιο χρονικό διάστημα στο όργανο / ιστό μεταφέροντας μια δόση ακτινοβοίας. Η ακτινοβοία είτε δρα θεραπευτικά είτε ανιχνεύεται εξωτερικά ώστε να πάρουμε πηροφορίες ρ σχετικά με τη μορφοογία / ειτουργικότητα του οργάνου. Συνήθως παρασκευάζονται ίγο πριν την χρήση τους και έχουν μικρό χρόνο ημιζωής. 9

10 Ραδιοϊσότοπα στην Ιατρική Ραδιοϊσότοπο t ½ Κύρια γ [MeV] 32 P 14,3 d βmx = 1,71 51 Cr 27,7 d 0,320 Ραδιοϊσοτοπικές προσμίξεις 57 Co 271 d 0, Co 58 Cr 70,8 d 0,511 0, Co 59 Fe 44,6 d 1,10 1,29 55 Fe (μη προσδιοριζόμενος) 67 G 3,26 d 0, , ,30 66 G 75 Se 118,5 d 0,136 0,265 99m Tc 6,02 h 0, Mo, 131 I, 103 Ru, 89 Sr, 90 Sr 125 I 60,1 d 0, I 131 I 8,04 d 0, Xe 5,29 d 0,081 0,03 0, I 13 h 0,027 0, In 2,8 d 0,173 0, m In 104 min 0, Tl 73h 0,068 0,083 10

11 4 κατηγορίες: Ραδιοφάρμακα Ραδιοφάρμακα έτοιμα για χρήση. Συνήθως έχουν κάποιο μακρόβιο ραδιοϊσότοπο και διατίθενται έτοιμα προς χρήση. Οόγκοςτουφαρμάκου που χορηγείται εξαρτάται από την συγκέντρωση του ραδιοϊσοτόπου και το τ ½. Ραδιοφάρμακα σε kits. Μη ραδιενεργός συσκευασία με τα δραστικά συστατικά και η τεική διαμόρφωση γίνεται στο χώρο που θα χρησιμοποιηθεί. Ποές φορές έχουμε κατάηες συσκευές παραγωγής πχ. γεννήτρια 99m Tc. Ραδιοφάρμακα παρασκευαζόμενα ίγο πριν τη χρήση: περίπτωση που το ραδιοϊσότοπο έχει πού μικρό τ ½. Παράγονται σε κύκοτρα ή από γεννήτριες υπερβραχύβιων ραδιοϊσοτόπων. Ραδιοφάρμακα βασιζόμενα σε δείγμα του ασθενή: κύτταρα ή πρωτεΐνες του πάσματος του ασθενή αφού επισημανθούν με κάποιο ραδιοϊσότοπο επαναχορηγούνται. 11

12 Εκπομπή μόνο γ Ραδιοφάρμακα για διάγνωση 100 kev < E γ < 250 kev Ενεργός χρόνος ημιζωής <1,5 χρόνος εξέτασης Εάχιστη δόση στον ασθενή και στο ιατρικό προσωπικό Ασφαές για τον ασθενή Καές δυνατότητες επισήμανσης από τον ιχνηθέτη Χαμηό κόστος και εύκοη διαθεσιμότητα του ραδιοφαρμάκου Σε περίπτωση παρασκευής σε κινικά εργαστήρια: απή προετοιμασία και ποιοτικός έεγχος. 12

13 Εκπομπή μόνο ακτινοβοίας β Ραδιοφάρμακα για θεραπεία E β >1ΜeV Ενεργός χρόνος ημιζωής αρκετά μεγάος (πχ μερικές μέρες) Εάχιστη δόση στον ασθενή και στο ιατρικό προσωπικό Ασφαές για τον ασθενή Καές δυνατότητες επισήμανσης από τον ιχνηθέτη Χαμηό κόστος και εύκοη διαθεσιμότητα του ραδιοφαρμάκου Σε περίπτωση παρασκευής σε κινικά εργαστήρια: απή προετοιμασία και ποιοτικός έεγχος. 13