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Estimated isotopic compositions of Yb in enriched $$^{176}$$Yb for producing $$^{177}$$Lu with high radionuclide purity by $$^{176}$$Yb($$d,x$$)$$^{177}$$Lu

高純度の$$^{177}$$Luを生成するための濃縮$$^{176}$$YbにおけるYb同位体組成評価

永井 泰樹*; 川端 方子*; 橋本 慎太郎 ; 塚田 和明 ; 橋本 和幸*; 本石 章司*; 佐伯 秀也*; 本村 新*; 湊 太志  ; 伊藤 正俊*

Nagai, Yasuki*; Kawabata, Masako*; Hashimoto, Shintaro; Tsukada, Kazuaki; Hashimoto, Kazuyuki*; Motoishi, Shoji*; Saeki, Hideya*; Motomura, Arata*; Minato, Futoshi; Ito, Masatoshi*

近年、神経内分泌腫瘍を治療するための医療用RIとして$$^{177}$$Luが注目されており、加速器施設で重陽子を濃縮$$^{176}$$Yb試料に照射し、高純度の$$^{177}$$Luを製造する方法が検討されている。ただし、Yb試料には様々な同位体が微量に含まれており、$$^{177}$$Lu以外のLu同位体が不純物として生成される。医療用として利用する$$^{177}$$Luは一定の純度が求められるため、定量的にLuの不純物を評価する手法が求められていた。本研究では、実験値を基に関与する全てのYb($$d,x$$)Lu反応の断面積を決定し、粒子輸送計算コードPHITSと組み合わせることで、Yb試料が任意の組成比をもつ場合の各Lu同位体の生成量を推定する新しい手法を開発した。他に、天然組成のYb試料へ25MeV重陽子を照射した実験も行い、本手法の有効性を検証した。また、市販の濃縮$$^{176}$$Yb試料に照射した条件で計算を行い、重陽子のエネルギーを15MeVとすることで、純度99%以上の$$^{177}$$Lu生成を達成できることを示した。開発した手法は、加速器を用いて高純度の医療用$$^{177}$$Luを製造する際、必要な濃縮Yb試料の同位体組成を議論する上で重要な役割を果たすものである。

Recently, $$^{177}$$Lu is considered as one of the most important medical RIs for treating neuroendocrine tumors. A plan to produce $$^{177}$$Lu with high purity by using enriched $$^{176}$$Yb samples with irradiation of deuteron beams in accelerators has been discussed. However, since the other Yb isotopes contained in the Yb sample interacts with deuterons, Lu isotopes other than $$^{177}$$Lu are produced as impurities. Since the purity of $$^{177}$$Lu is important for medical use, a method to evaluate the impurity of Lu has been required. In this study, we proposed a new method to estimate production yields of each Lu isotopes in Yb samples with arbitrary isotopic compositions by using excitation functions of Yb($$d,x$$)Lu reactions and the particle transport calculation code PHITS. The method plays an important role in discussing the isotopic composition of enriched samples to produce high-purity $$^{177}$$Lu using accelerators.

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