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アルミナ系吸着材へのモリブデン吸着特性と(n,$$gamma$$)法を利用した$$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tcジェネレータへの応用研究(学位論文)

Study on molybdenum adsorption properties of alumina-based adsorbents and their application to $$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tc generators using the (n,$$gamma$$) method (Thesis)

藤田 善貴   

Fujita, Yoshitaka

$$^{rm 99m}$$Tc(テクネチウム-99m)は核医学検査薬として最も多く使用されているラジオアイソトープであり、親核種である$$^{99}$$Mo(モリブデン-99)から生成される。$$^{99}$$Moの大部分はウランの核分裂生成物の一つとして生成されるが、近年、核セキュリティや核不拡散の観点からウランを用いない$$^{99}$$Mo製造方法が望まれている。その方法の一つが、$$^{98}$$Moに中性子を照射する(n,$$gamma$$)法である。しかし、この方法で生成される$$^{99}$$Mo比放射能は極めて低いため、$$^{99}$$Moから$$^{rm 99m}$$Tcを分離濃縮する装置である$$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tcジェネレータへ適用するには、Mo吸着材として使用されるアルミナ(Al$$_{2}$$O$$_{3}$$)のMo吸着および$$^{rm 99m}$$Tc溶離性能の向上が必要である。そこで本論文では、(n,$$gamma$$)法を利用した$$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tcジェネレータの実用化のため、アルミナの性能向上に有効なパラメータを解明し、低比放射能の$$^{99}$$Moに適用可能性のあるアルミナカラムの開発に貢献することを目的とする。本研究では、始発原料の異なるアルミナを作製し、$$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tcジェネレータ用のMo吸着材としての適用性を評価した。アルミナの結晶構造および比表面積がMo吸着特性へ及ぼす影響を明らかにするとともに、アルミナの表面分析結果に基づきMo吸着機構を解明した。また、京都大学研究用原子炉(KUR)で照射したMoO$$_{3}$$を使用して$$^{rm 99m}$$Tc溶離特性および$$^{rm 99m}$$Tc溶液の品質を評価し、現行のジェネレータを想定したアルミナカラムの試験結果からジェネレータへの適用可能性のある新たなカラム形状を提案した。これらの結果は、(n,$$gamma$$)法を利用したジェネレータの実用化のためのアルミナカラムの開発に貢献する。

$$^{rm 99m}$$Tc (technetium-99m) is the most widely used radioisotope in radiopharmaceutical and is decayed from the parent nuclide $$^{99}$$Mo (molybdenum-99). Most of $$^{99}$$Mo is generated as one of the fission products of uranium, but recently, from the viewpoint of nuclear security and nuclear nonproliferation, a uranium-free $$^{99}$$Mo production method is desired. One such method is the (n,$$gamma$$) method, in which $$^{98}$$Mo is irradiated by neutrons. However, since the specific activity of $$^{99}$$Mo produced by this method is extremely low, it is necessary to improve the Mo adsorption and $$^{rm 99m}$$Tc elution property of alumina (Al$$_{2}$$O$$_{3}$$), which is used as a Mo adsorbent, to apply this method to the $$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tc generator, a device for separation and concentration of $$^{rm 99m}$$Tc from $$^{99}$$Mo. Therefore, the objective of this thesis is to elucidate the parameters effective for improving the performance of alumina for the practical use of the $$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tc generator using the (n,$$gamma$$) method, and to contribute to the development of alumina columns that may be applicable to low specific activity $$^{99}$$Mo. In this study, alumina with different starting materials was prepared and its applicability as Mo adsorbent for $$^{99}$$Mo/$$^{rm 99m}$$Tc generator was evaluated. The effects of crystal structure and specific surface area of alumina on Mo adsorption properties were clarified, and the Mo adsorption mechanism was elucidated based on the results of surface analysis of alumina. In addition, $$^{rm 99m}$$Tc elution properties and $$^{rm 99m}$$Tc solution quality were evaluated using MoO$$_{3}$$ irradiated in the Kyoto University Research Reactor (KUR), and a new column shape with potential application to generators was proposed based on the experiment results of alumina columns designed for current generators.

使用言語

 :

Japanese

報告書番号

 :

JAEA-Review 2023-010

ページ数

 :

108 Pages

発行年月

 :

2023/08

特許データ

 :

PDF

 :

JAEA-Review-2023-010.pdf:6.62MB

論文URL

 :

https://doi.org/10.11484/jaea-review-2023-010

キーワード

 :

核医学検査薬; Mo-99/Tc-99mジェネレータ; Mo吸着材; アルミナ; 放射化法

使用施設

 :

広報プレスリリース

 :

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