重陽子による高核種純度の医療用Lu製造のための反応断面積モデル

Reaction cross section models to estimate purity of medical Lu produced by deuterons

橋本 慎太郎  ; 永井 泰樹*

Hashimoto, Shintaro; Nagai, Yasuki*

医療用RIの一つであるLuを加速器により製造する方法として、加速した重陽子を濃縮したYb試料に照射して生成する手法が検討されている。ただし、濃縮Yb試料に含まれる他のYb同位体も重陽子と反応するため、Lu以外のLu同位体が不純物として生成される。医療用には高い核種純度のLuが求められるため、不純物の生成量とLuの核種純度を定量的に評価する手法が必要となる。そこで、実験値に基づいて、Yb試料に重陽子を照射して生成される全てのLu同位体の反応断面積モデルを決定した。続いて、このモデルと粒子輸送計算コードPHITSを組み合わせることにより、任意の組成比をもつYb試料に重陽子を照射した場合のLu同位体の生成量とLuの核種純度を評価可能とした。この手法を用いることにより、例えば濃縮度が99.9%の市販のYb試料を用いた場合、重陽子エネルギーが20MeVの時は98%、15MeVの時は99%となる核種純度のLuを生成することがわかった。重陽子を用いて高核種純度のLuが製造可能であることなどを示した本成果は、加速器を用いた医療用Luの供給体制の構築に貢献することが期待される。

A plan by irradiating enriched Yb samples with accelerated deuterons has been considered to produce Lu, one of the medical radioisotopes. However, Lu isotopes other than Lu are produced by nuclear reactions between the deuteron and the other Yb isotopes included in the enriched Yb sample, and are impurities in the Lu product. In this study, we determined all reaction cross section models for Lu isotopes production by deuteron irradiation on Yb samples on the basis of experimental data of the Lu production cross section. By combining these models with the particle and heavy-ion transport code system, PHITS, we can evaluate the yield of each Lu isotopes produced and the purity of Lu nuclides when Yb samples with arbitrary composition ratios are irradiated with deuteron beams.