生物物理学 · 12.04
同位体の生成
Production of isotopes
🧠 同位体isotope 同位体(isotope)isotope(同位体) の生成法は、標的核へどの粒子を当てるかで決まり、得られる核種・担体の有無・比放射能specific activity比放射能(specific activity)specific activity(比放射能)・利用場所を左右する。12
自然に生じる放射性核種
地球形成時から残る長半減期 long half-life 長半減期(long half-life) long half-life(長半減期) の原始核種 primordial nuclide原始核種(primordial nuclide) primordial nuclide(原始核種)、親核から連続して生じる崩壊系列核種 decay series nuclide崩壊系列核種(decay series nuclide) decay series nuclide(崩壊系列核種)、宇宙線反応cosmic-ray reaction 宇宙線反応(cosmic-ray reaction)cosmic-ray reaction(宇宙線反応) で生じる核種がある。核種が残存できるかは物理的半減期physical half-life物理的半減期(physical half-life)physical half-life(物理的半減期)に依存する。
原子炉とサイクロトロン
| 生成法 | 主な入射粒子 | 代表的特徴 |
|---|---|---|
| 原子炉 | 中性子 | 電荷障壁を受けず捕獲 capture (electron/neutron capture) 捕獲(capture (electron/neutron capture)) capture (electron/neutron capture)(捕獲) されやすい。中性子過剰核neutron-rich nucleus 中性子過剰核(neutron-rich nucleus)neutron-rich nucleus(中性子過剰核) 種を作りやすい |
| サイクロトロンcyclotronサイクロトロン(cyclotron)cyclotron(サイクロトロン) | 陽子・重陽子など | 電磁場で加速する。陽子過剰の短寿命核種 short-lived nuclide 短寿命核種(short-lived nuclide) short-lived nuclide(短寿命核種) を作りやすい |
| ジェネレーターgeneratorジェネレーター(generator)generator(ジェネレーター) | 親核種parent nuclide 親核種(parent nuclide)parent nuclide(親核種) の崩壊 | 使用場所で短寿命娘核種 short-lived daughter radionuclide 短寿命娘核種(short-lived daughter radionuclide) short-lived daughter radionuclide(短寿命娘核種) を分離できる |
中性子放射化neutron activation 中性子放射化(neutron activation)neutron activation(中性子放射化) では標的と生成物が同じ元素 element 元素(element) element(元素) となり、担体なし分離carrier-free separation 担体なし分離(carrier-free separation)carrier-free separation(担体なし分離) が難しい場合がある。荷電粒子charged particle 荷電粒子(charged particle)charged particle(荷電粒子) 反応では元素 element 元素(element) element(元素) が変わるため、高い比放射能 specific activity 比放射能(specific activity) specific activity(比放射能) を得やすいことがある。
臨床供給への接続
短寿命核種short-lived nuclide 短寿命核種(short-lived nuclide)short-lived nuclide(短寿命核種) は製造から使用までの距離が制約 Limitations 制約(Limitations) Limitations(制約) される。院内供給の具体例は⁹⁹Mo/⁹⁹ᵐTcジェネレーター generatorジェネレーター(generator) generator(ジェネレーター)、陽電子positron 陽電子(positron)positron(陽電子) 核種の利用はPETで扱う。
まとめ
- 放射性核種radionuclide 放射性核種(radionuclide)radionuclide(放射性核種) は自然反応、原子炉、サイクロトロンcyclotronサイクロトロン(cyclotron)cyclotron(サイクロトロン)、ジェネレーターgenerator ジェネレーター(generator)generator(ジェネレーター) で得られる。
- 入射粒子と核反応が、生成核種と比放射能 specific activity 比放射能(specific activity) specific activity(比放射能) を決める。
- 半減期と輸送時間を含めて、臨床的な供給法を選ぶ。
出典
- 1.Production of novel diagnostic radionuclides in small medical cyclotrons(EJNMMI radiopharmacy and chemistry・2018)同位体の生成を扱う直接的な資料閲覧 2026-08-21
- 2.Research Progress on Major Medical Radionuclide Generators(Processes・2025)同位体の生成を扱う直接的な資料閲覧 2026-08-21