Large scale production of Cu and Cu via the Zn(n, p)Cu and Zn(n, np/d)Cu reactions using accelerator neutrons
加速器中性子によるZn(n, p)Cu並びにZn(n, np/d)Cu反応を利用したCu及びCuの大量合成
川端 方子*; 本石 章司*; 太田 朗生*; 本村 新*; 佐伯 秀也*; 塚田 和明 ; 橋本 慎太郎 ; 岩本 信之 ; 永井 泰樹*; 橋本 和幸*
Kawabata, Masako*; Motoishi, Shoji*; Ota, Akio*; Motomura, Arata*; Saeki, Hideya*; Tsukada, Kazuaki; Hashimoto, Shintaro; Iwamoto, Nobuyuki; Nagai, Yasuki*; Hashimoto, Kazuyuki*
加速器中性子を利用し、将来有望な医療RIであるCu及びCuの大量合成に関して、実験に基づく生成量評価と臨床に必要な生成量のPHITSコード使用による評価、そして大量のターゲット物質からのCu同位体の分離精製手法開発を行った。実験では55.4gという大量の、天然亜鉛試料を利用し、加速器中性子の照射による生成率について定量的な評価を行った。また、同時に臨床的に必要な量のCu及びCuの製造の可能性について、それぞれ100gの濃縮ZnおよびZn試料に対して、40MeV、2mAの重陽子照射により発生する中性子を照射する数値シミュレーションを行い、その生成量を推定した。また、大量の天然亜鉛試料からCu及びCuを分離するために、熱分離と樹脂分離を組み合わせた分離方法を開発し、73%の分離効率と97%の亜鉛回収率が得られることを実証した。これらの結果、このような加速器中性子による生成と本分離手法の組み合わせで、臨床応用のために必要なCu及びCuの大規模生産を提供することができることがわかった。
Both Cu and Cu are promising radionuclides in nuclear medicine. Production yields of these radionuclides were quantified by irradiating 55.4 g of natural zinc with accelerator neutrons. Clinically suitable Cu and Cu yields were estimated by experimental based numerical simulations using 100 g of enriched Zn and Zn, respectively, and elevated neutron fluxes from 40 MeV, 2 mA deuterons. A combined thermal- and resin-separation method was developed to isolate Cu and Cu from zinc, resulting in 73% separation efficiency and 97% zinc recovery. Such methods can provide large scale production of Cu and Cu for clinical applications.