Feasibility study on the production of Th as a long-life Ac generator using the experimental fast reactor Joyo

高速実験炉「常陽」を用いた長寿命AcジェネレータとしてのTh製造の検討

佐々木 悠人 ; 前田 茂貴   ; 深澤 哲生*; 高木 直行*

Sasaki, Yuto; Maeda, Shigetaka; Fukasawa, Tetsuo*; Takaki, Naoyuki*

近年、核医学の分野では、がん細胞に選択的に集まる抗体やペプチドと結合させたAcを利用する標的線療法が注目されている。それに伴い、Acの需要が高まっているため、代替の製造方法の模索が不可欠となっている。著者らを含む複数の研究者が、Raを原料とする製造方法を模索しているが、Raの供給量が限られていること、取り扱いが難しいこと、定期的な照射が必要であることなどの課題が残っている。これらの課題に対処するため、われわれは、Thを原料とし、高速実験炉「常陽」を使用した長寿命のAc製造戦略の開発に焦点を当てた。照射後の化学処理、ターゲットの可用性、生産収率などについて詳細な調査を実施し、最尤値と関連する不確実性を含めた。その結果、原料の濃縮と長期照射が必要であるものの、Acは現在の世界供給量と同等の量で生産できることが明らかになった。さらに、本研究では、文献調査により、照射後の化学処理において、すでに実用化されているTHOREX法を適用することで、トリウムから核分裂生成物や放射性物質などの副生成物を効果的に分離できることが明らかになった。

In recent years, targeted alpha therapy, which utilizes Ac combined with antibodies or peptides that selectively accumulate in cancer cells, has garnered attention in the field of nuclear medicine. To meet the resulting increasing demand for Ac, exploring alternative production methods is essential. While several researchers, including the authors, have explored production methods using Ra as a raw material, challenges remain, such as the limited availability of Ra, difficulties in handling it, and the requirement for regular irradiation. To address these challenges, the authors focused on developing a production strategy for a long-life Ac generator using Th as a raw material and the experimental fast reactor Joyo. A detailed investigation was conducted, encompassing chemical processing after irradiation, target availability, and production yields, including the most probable values and associated uncertainties. Results revealed that although enrichment of the raw material and long-term irradiation are required, Ac can be produced in quantities comparable to its current global supply. Furthermore, this research has shown that the THOREX method, which is already in practical use, be applied to effectively separate by-products such as fission products and radioactive materials from thorium during the chemical processing after irradiation, as revealed by a literature survey.