.J. of Nucl Sci. and Tech ای علوم و فنون هسته یمجله74 ،4934، 33-407 74, 2016, 99-107

Sci. and Tech. note

يادداشت علمي و فني

وترون کرجلنیوبیم با استفاده از سیکی در هدف مايع با بدنه 31-ر شده با نیتروژنداتولید آمونیاک نشان

2، زهره عبدی3محمد رحیمي، 3علي ستاری ،2طیب کاکاوند، 3*، محمد میرزايي2شهرزاد فضلي ، کرج ـ ايران13843-894ای، سازمان انرژی اتمي ايران، صندوق پستي: ، پژوهشگاه علوم و فنون هستهایهسته ی کشاورزیپژوهشکده. 3

ـ ايران زنجان، 33133-1843 ، صندوق پستي:. گروه فیزيک، دانشکده علوم، دانشگاه زنجان2

آب 49-بنرای تولیند نیتنروژن ی هند . مناده سن ا N49O(p,α)41استفاده از واکنن 49-مناسب و معمول برای تولید نیتروژن یک روش چکیده:بنه علن . امنا کاری شنده بنود انجنام شند با طال آبن ی نقره که سطح داخلی آبمباران پروتونی هد آب خالص با بدنهآزمای اول با . اس خالص

]NH(Au)NH(nAu([ 49-نیتروژندار شده با نشانآمونیاک واکن طال با n ی داخلی محسوب الیه ف اینعی ضکه نقطه 313313 نوکلیند تنرین ویگینی نینوبی مقاومن بناالی شنیمیایی اینن فلنا اسن . رادیو شند. ممن طراحنی و سناخته ی هد مایع از جنن نینوبی دنهشود، بمی

ی دقیقنه تولیند شند. بمنره 10زمان در مدت میکروآمپر و 41جریان و با مگاالکترون ول 5/47به انرژی هاپروتونای از ی باریکهبه وسیله 49-نیتروژن .آمد کوری بر میکروآمپر ساع به دس میلی 5/44تولید در حدود

، هدف مايع، سیکلوترون31-نیتروژندار شده، آمونیاک نشان :هاهواژلیدک

Production of nitrogen-13 labeled ammonia in liquid niobium target at the Karaj

cyclotron

Sh. Fazli

2, M. Mirzaii*

1, T. Kakavand

2, A. Sattari

1, M. Rahimi

1, Z. Abdi

2

1. Nuclear Agriculture Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 31485-498, Karaj – Iran

2. Department of Physics, Science Faculty, Zanjan University, P.O.Box: 11365-3486, Zanjan – Iran

Abstract: A common and routine method for producing nitrogen-13 is 16O (p, α) 13N reaction, where nitrogen-13 is

produced with the bombardment of O-16 through the induced proton, and is accompanied by

emission of α-particles. Target material for N-13 production is pure water. The first experiment is carried

out with a gold target. Because of the gold reaction with nitrogen-13, labeled ammonia (Au++n

13NH3=Au(

13NH3)

+n), a new liquid target made of niobium, was designed to overcom this drawback. One

of the advantages of niobium element is its high chemical resistivity. The 13

N radioisotope was produced at

the Agricultural, Medical and Industrial Research School (AMIRS), where the target was irradiated with

proton particles of 17.5 MeV energy and the current of 12 μA for 20 min. The yield of the radioisotope was

about 84.5 mCi/μA h.

Keywords: Labeled ammonia, Nitrogen-13, Liquid target, Cyclotron

:mmirzaii@nrcam.org *email 43/7/39 تاریخ پذیرش مقاله: 43/3/31تاریخ دریاف مقاله: 33

. . .ی مایع با بدنهدر هد 49-دار شده با نیتروژنانتولید آمونیاک نش

400

مقدمه .3اس کنه تولیند و یسیلپوزیترون نوکلیدیک رادیو 49-نیتروژنمناسنب یشنده دارنشنان یشیمیایی تبدیل آن به ماده هایهمرحل

خاصنی مواجنه هنای ، بنا مشنکل شناختیزیس هایبرای ترکیب عمنننر کوتننناه -بنننه دلینننل ننننی نوکلیننند. اینننن رادیو]4[ اسننن

(min 315/3=1/4t) و تولیند هنای بسنیار سنریع بنرای به روش نیازماین عمنده شنود. های مختلفی تولید میدارد و به شیوه استفاده

میناان پرتنوییری موجنود . بننابراین عمر اسن -آن کوتاهی نی ضنمن سن به نسب پنایین ا (4)تنیدرون پگوهشییند ازنده در فر

هنای کوتناه را پیناپی در زمنان هنای که امکان تکرار آزمنای آن واکننن رینن طاز اولننین بننار 49-. نیتننروژن]1[سننازد مننی سننرمیّN

49B(α, n)

توسط ژولینو و کنوری تولیند شند 4394در سال 40های مختلف تولیند اینن روش فیایکی و هایه. برخی مشخص]9[

اند.شدهدرج ]4[ 1 و 4های در جدول نوکلیدرادیوتمینه 1N-N49و 9N-NH49های شکلتاکنون به 49-نیتروژن

جریننان خننون موضننعی، بررسنننی یمطالعننه و در ]1، 5[ شننده هنای لکنول وم یتمینه آغازیر در یو نیا به عنوان مادهوساز سوخ دار هنای نشنان نننده دار کتر )مثل اسیدهای آمیننه(، آلکینل پیچیده

. با ]7[( مورد استفاده قرار یرفته اس BCNU ضدسرطان )مانندبه ا،هدار نمودن ترکیبدر نشان 49-که استفاده از نیتروژنوجود اینکوتاه آن با محدودی مواجنه اسن ، کناربرد آن عمر -دلیل نی یلوتامات یاوپیوییدی و تمیه ،آمیدهای پپتیدی یتمیهیند ادر فر

تاکنون با موفقین نسنبی شناختیزیس های و یلوتامین به روشهای شیمیایی متعددی برای تولید . روش]3، 4[رو بوده اس هروب

ماننند تینروزین بنه 49-شده با نیتنروژن دارنشان یمینهآاسیدهای منظور تعیین میاان فعالین تومورهنای فعنال منورد اسنتفاده قنرار

ضدسرطان سی پالتین کنه در درمنان ی. ماده]40[ اس یرفته 49-سننرطان تخمنندان و بیهننه اهمینن فراوانننی دارد بننا نیتننروژن

دار شده و در تشنخیص تومنور و بررسنی رونند درمنانی آن نشان .]44[مورد استفاده قرار یرفته اس

49-ای نیتروژنهای هستهویگیی .3جدول

نوکلیدرادیو عمر -نی (min)

ی شیوه واپاشی

e+بیشینه انرژی (keV)

در آب e+برد متوسط (mm)

β (400) 4430 4/5+ 315/3 49-نیتروژن

49-نیتروژنهای مختلف برای تولید ای و روشهای هستهاکن و .2جدول

ایواکن هسته ی تابشیذره انرژی(MeV)

محصول نمایی ی هد ماده

N49C(d, n)41 4 1 1تاCO 1با مقدارهای اندکN 1N-N49 N49C(d, n)41 4 1 یرافی 1تاN-N49 N49C(d, n)41 4 1 زغال سنگ 1تاN-N49 N49C(p, n)49 4 زغال سنگ غنی شده با 3تاC49 1N-N49 N49O(p, α)41 4 44تا O1H 9 / اتانولN-NH49 N49O(p, α)41 4 44تا O1H 9N-NH49 N49O(p, α)41 4 9 44تاNaNO 9 آبیN-NH49

شده با دارترین ترکیب نشانبه عنوان مم 9N-NH49تاکنون

(1)نشننری پننوزیتروننگنناری هننای مقطننعهدر مطالعنن 49-نیتننروژن 49-. این ماده بنرای وارد کنردن نیتنروژن ]41[شناخته شده اس

9N-NH49تر حایا اهمین فراواننی اسن . در ساختارهای پیچیدهباال اس کنه پن از ای با قدرت نفوذ بسیار شده دارنشان یماده

شننود و بننه دلیننل وقننو تارینن بننه خننوبی در بافنن جننذب مننی . مانند جنا بناقی منی سریع، مدتی در آن یوسازسوخ یندهای افر

هنا بنه عننوان ردیناب مممنی در این ماده بر مبنای همنین ویگینی . ]49[هنا مطنرش شنده اسن جریان خون موضنعی بافن یزمینه

هنای یینری در انندازه ترکیباین مکرراً از یرانپگوه یروهی از . بسنیاری ]44[انند مربوط به حرکات موضعی قلب استفاده کنرده

ی دقین ینردش ییری کمّن در اندازه آناز یرانپگوه از دیگر حمنالت قلبنی حناد، بیمناران مبنتال بنه اند. درخون استفاده کرده

نگناری مقطعبه روش قلب را با مطالعه یتوان مقدار باف زندهمی. ]45[مشننخص نمننود ترکیننبایننن نشننری پننوزیترون بننا اسننتفاده از

41-های شیمیایی ممکن در طول بمبناران پروتنونی اکسنیگن واکن ]41[ قرار زیرانددر یک هد آبی به

3

1313 NHOHHN

OHNHHOHNH 413

313

اکسای پرتوکافتی 213313413 NONOONH *

آنینون از آب بنادل ت هنای توان به کمک رزینمیرا ها آنیون. بنرای ]47[ بناقی بمانند 9N-NH49پرتودهی شده حذ نمود تا

هنای هننده اکتنوان از رادیوشیمیایی محصنول منی یافاای بمره هیدروکسننید آبننی و سنندی در (9)دواردشننیمیایی مانننند آلینناژ

4934، 74ای، علوم و فنون هسته یمجله

404

اسنننتفاده (III) هیدروکسنننید ینننا تیتنننانی (III) کلریننند تیتنننانی هنای منایع در سراسنر جمنان از هد ی بدنه 33% .]43، 44[ کرد

شود. این فلاها شامل آلومینی ، تیتنانی ، ساخته میش فلا خاص فلنا نینوبی بنه در حال حاضر ؛ره، تانتالی و نیوبی هستندقنیکل، ن

بنه صنورت یسنترده منورد ش،االعناده پذیری فوقناعل واکن از 49-نیتنروژن نوکلیند تناکنون بنرای تولیند رادیو . اسن استفاده

N49این فلنا تنمنا بنرای تولیند .هد آلومینی استفاده شده اس در هند منایع FDGقابل استفاده اس و در تولید رادیوداروی

.]14، 10[ساز اس مشکل F –به عل واکن با

روش کار. 2 ارهایمقند ، N49O(p, α)41 به منظور تعیین سطح مقطنع واکنن بنه هنای ینران و نتیجنه پنگوه تجربی یاارش شده توسط سایر

( مننورد بررسننی و 4ای آلننی )شننکل دسنن آمننده از کنند هسننتهنشنان داده 1این بررسنی در شنکل هایهمقایسه قرار یرف . نتیج

تجربی هایهشود، اکثر نتیجیونه که مشاهده میشده اس . همانند و باالترین سطح مقطع را در دیگر دارتواف بسیار خوبی با یک

دهند.می به دس مگاالکترون ول 44تا 4انرژی ییستره-مگنا 54/5حندود N49O(p, α)41ی واکنن انرژی آسنتانه

کنه سنطح مقطنع واکنن ا توجنه بنه اینن بن الکترون ول اسن . N

49O(p, α)

مگناالکترون ولنن 44تنا 4اننرژی یدر یسنتره 41 یدارد، قاعنندتاً باینند انننرژی باریکننه را خننود تننرین مقنندار بننی

کننده در این یسنتره انتخناب شنود. امنا واکنن پروتونی بمبارانO

45O(p, α)

نیننا ممکننن اسنن روی دهنند و منجننر بننه تولینند 41هنای بناالتر از حندود . در اننرژی شوددر محصول O45ناخالصی

بننه O45مگنناالکترون ولنن ، احتمننال تولینند رادیوایاوتننو 5/47 1و 4 هننناییابننند. بنننا توجنننه بنننه شنننکل شننندت افننناای منننی

بنا بناالترین بمنره و 49-ترین انرژی بنرای تولیند نیتنروژن مناسبمگناالکترون ولن 5/47ناخالصی رادیونوکلیدی، یاان ترین مک

اس .

ای کند هسنته بنا ، محاسنبه شنده N49O(p, α)41واکن تحریکتابع .3شکل آلی .

ــکل سننطح مقطننع واکننن و محاسننبه شننده ییننری نتننایت تجربننی اننندازه .2شN

49O(p, α)

آلی .کد با استفاده از و 41

هنای نوکلیند بنرای تولیند رادیو هد مایعی که در حال حاضنر

Nاز جنن نقنره دارای بدننه رد ییمورد استفاده قرار می F44و 49

از طری ورود به اس . آب mm 41و عم mm 49بوده و قطر ی در پشن محفظنه mm 5/44و عمن mm 41ای به قطنر حفره

را به عمده دارد. مساحتی حرارت از هد برداش هد ، وظیفه که با آب در تماس بنوده و در برداشن حنرارت از هند من ر

بننر کننننده عمننود اسنن و خروجننی آب خنننک 1cm 41/5اسنن

40 10 ° 90 °

400

100

900

400

500

100

700

400

(MeV)انرژی

ن(بار

ي میل

ر )مؤث

ع قط

ح مسط

(s43/14 )F47

O41( پایدار)

N45( پایدار)

(min 40 )N49

C41( پایدار)

(s 411 )O45

ن(بار

ي میل

ر )مؤث

ع قط

ح مسط

5 ° 40 45 10 15 90

(MeV)انرژی

°

10

40

10

40

400

410

440

410

440

100 34-Alice

(4379 )R.H. Maccamis

(4341 )M. Sajjad

(2003 )S. Takacs

(4377 )W. Gruhle

. . .ی مایع با بدنهدر هد 49-دار شده با نیتروژنانتولید آمونیاک نش

401

واکنن نقنره بنا ،هند اینن یینرد. مشنکل ورودی آن قرار منی اسنن کننه باعنند ایجنناد ناخالصننی F –محصننول واکننن یعنننی

شود. در حال حاضر برای حل این مشکل سطح داخلی هند می بنه دلیننل ی حاضنر در مطالعننهامنا .دوشن مننیبنا طنال پوشن داده

ذرات حهنور کناری طنال و آببَر بودن، مشکالت خناص هاینه، و N49بنرای تولیند ( 9طال در آب خالص بمبناران شنده )شنکل

باریک مسنیر انتقنال هند بنه آزمایشنگاه هایمسدود شدن لوله کننه ،تصننمی یرفتننه شنند جننن هنند بننه نیننوبی ،شننیمیجنایی تغییر یابند. امنا از آن ،العاده پایینی داردپذیری فوقواکن

تر از نقره اس بیشینه دمنای هند نیوبی ک ییامریکه هدای رش در نتیجه بایند در طن .در حین بمباران افاای پیدا خواهد کرد

تغیینری ایجناد شنود. سنازی انتقنال حنرارت آن هد برای بمینهتفاوتی که طرش پیشنمادی با طرش موجود دارد این اسن کنه بنه منظور افاای تحمل بار حرارتی در طراحی جدید عم هد از

mm 41 بهmm 15 افاای سطح انتقال حرارت( و حجن منایع( تحریننک واکننن تننابع ارتقننا یافنن . ml 9بننه ml 7/4هنند از

از 4پروتون با فلا نیوبی توسط کد آلی محاسبه شد. طب شکل یوننه ناخالصنی و آلنودیی ایجناد برخورد پروتون با این فلا هیچ

ن کنه ی ساخ آی هد مایع و نقشهی بدنهوارهشود. طرشنمیترسنی شنده اسن Solid worksافاار ممندسی با استفاده از نرم

ان داده شده اس .نش 5در شکل

نمایی از طالی موجود در آب بمباران شده. .1شکل

کند ا اسنتفاده از پروتنون بنا نینوبی بن تحریک واکن ی تابع محاسبه. 8شکل آلی .

.آنی ساخ ی هد مایع و نقشهی بدنهوارهطرش. 3شکل

]1N]N49های آلی امکان تولید ترکیب حاویاز آب استفاده کننه دهنند، در صننورتیتننوجمی افنناای مننی را بننه مینناان قابننل

دهند کنه در بمبناران آب خنالص نشان میهای انجام شده مطالعه بسننیار ننناویا و قابننل اغمنناگ اسنن و یاهنناً ]1N]N49مینناان از هنای اسنتفاده شنود. یکنی از عینب ای تولید نمی]1N]N49هیچ های آلی از جمله اتانول، این اس کنه امکنان ترکیب حاویآب

استفاده از جریان پرتوی باال وجود ندارد زیرا هر وه جرینان بناال 40بسته به شرایط از ]N]NOx49و ]1N]N49رود میاان تولید می .]14، 10[یابد درصد افاای می 400تا

از آب دوبنننار تقطینننر شنننده بنننه عننننوان در اینننن بررسنننی ی هنند ، ینناز هلننی بننرای انتقننال محلننول بمبنناران شننده منناده

از اتنناق پرتننودهی بننه آزمایشننگاه شننیمی، سننتون تبننادل کنناتیون ((100-400 )4WX 50 Dowex) پمننم مالشننی و شننیر سننه راه ،

هنننای الزم،ی اول پننن از بررسنننیاسنننتفاده شننند. در مرحلنننه

5 40 45 10 15 90 ° °

100

400

100

400

4000

4100

(MeVانرژی )

لي)می

ثر مؤ

ع قط

ح مسط

ن(بار

Nb39

Mo 31( پایدار)(min 434/45 )Mo 34

(my 7/94 )Nb 31

(y 9500 )Mo 39

(y 140 )Nb 34

مایع هد ی هد بدنه

کنندهمحل عبور آب خنک

P

4934، 74ای، علوم و فنون هسته یمجله

409

ی هند منایع از لیتر آب خنالص بنا اسنتفاده از محفظنه میلی 7/4 تحن کناری شند، ن نقره کنه سنطح داخلنی آن بنا طنال آب ج

ی هند ، آب بمبناران شنده بنه بمباران قرار یرف . هنگام تخلیه ]14، 19، 11[آمونیاک تولید شده با طالی موجود عل واکن

یدی به صورت یی هد و ایجاد ذرات کلودر سطح داخلی بدنهآزمایشگاه شیمی های باریک مسیر انتقال هد به لولهکمپلک ، . بنه همنین نمنود متنر( را مسندود میلنی 1/4قطر همتر ب 10)حدود

ه ننوبی ، کن نیند از جننی ههندنن بناخنی و سنراحنل طندلی

انجام شد. مقاوم شیمیایی بناالی مقاوم شیمیایی باالیی دارد، نوکلینندهنند نیننوبیمی امکننان اسننتفاده از آن بننرای تولینند رادیو

ی رادیونوکلیندهای منورد را که از اعهای خانواده F44پرکاربرد سنر نگناری نشنری پنوزیترون اسنتاندارد اسن میّ مقطع در فادهاستی هند منایع طراحنی و سناخته شنده از نمایی از بدننه .سازدمی

برای نصنب هند نشان داده شده اس . 1جن نیوبی در شکل ای از دارننندهنگننه ،ی سننیکلوترونمننایع بننر روی خننط باریکننه

ی سنناخ و نمننایی از آن در جننن بننرنت سنناخته شنند کننه نقشننه شده اس .نشان داده 4و 7های شکل

ی هد مایع ساخته شده از جن نیوبی .نمایی از بدنه. 3شکل

ی هد مایع.دارندهی ساخ نگهنقشه .7شکل

.از جن برنت ی هد مایعدارندهنگه .4شکل

. . .ی مایع با بدنهدر هد 49-دار شده با نیتروژنانتولید آمونیاک نش

404

هد مایع از جن نیوبی و نصنب آن ی بدنهپ از ساخ لیتر آب خنالص میلی 9ی سیکلوترون، مقدار بر روی خط باریکه

باریذاری ( 4)و هاوار یآلومینیم یرهجا دو پنبهد یدر محفظه از یای باریکننهدقیقننه بننه وسننیله 10تننا 40 شنند. هنند بننه منندت

41تنا 4مگناالکترون ولن و جرینان 5/47های با اننرژی پروتونمسنتقر در -IBATM, Cyclone)90)میکروآمپر در سنیکلوترون

سازی سیست به . خنک(9)جدول بمباران شد کرجی پگوهشکده. پنن از رسننید انجننام بننه جریننان مننداومی از ینناز هلننی یوسننیله

( بنا 49-بمباران، محلنول حناوی محصنول تولیند شنده )نیتنروژن متر واقنع در ی از اتاق بمباران به واهک کوریجریانی از یاز هل

ییری شد. اندازهفعالی پرتوزایی آن آزمایشگاه شیمی هدای و شنده در حل 1Nشود که مقدار ک یاز هلی سبب میاستفاده از

هنای انجنام شنده بمباران هاییافته آب بمباران شده برداشته شود. نوکلیند شده اس . بازده نظری تولید اینن رادیو ب 9در جدول

و آلننی کنند محاسننبه شننده بننا هننای بننا اسننتفاده از سننطح مقطننع حننندوددر SRIMکننند محاسننبه شنننده بننا تننوان ایسنننتانندیی

mCi/μAh 401 هننای هدهنند نتیجننبننه دسنن آمنند کننه نشننان مننی .(9قبولند )جدول ها قابل بمباران

31-شده با نیتروژن دارجداسازی آمونیاک نشان 2.3 ، 4N-NH49+، ی حاصننل از ایننن بمبنناران عمننده هننایترکیننب

-1N-NO

. پنن از بمبنناران، آب بمبنناران هسننتند 9N-NO49-و 49واقنع در آزمایشنگاه 9N-NH49 ترکینب شده وارد سیست تولیند

ت جداسازی سیسشیمی شده و از ستون جداسازی عبور داده شد. FDGبننر روی منندول 49-دار شننده بننا نیتننروژنآمونینناک نشننان

اعمال ی که در مدول یاه( سوار شد و به عل تغییرIBA)شرک برای راه انداختن آن نوشنته PLCی کامپیوتری شد مجدداً برنامه

از راه متصدیطور خودکار و با دستور شد تا فرایند جداسازی به طنول دور انجام شود و نیاز به تماس مستقی با منواد فعنال نباشند.

متر اس ، که حاوی یک سانتی 5ستون به کار رفته در این سیست د یون شرزین کاتیونی اس . وون از ستون تبادل کاتیون استفاده

هنای منفنی از بر روی ستون باقی ماند و ینون 4N-NH49+ آمونی ی شیشهعبور کرده از ستون در یک هایترکیب .آن عبور کردند

آوری شده، در ادامه با عبور سالین از ستون، آمونیاک جمع نمونهجمع شد یدیگری ی نمونهشیشهدر 49-دار شده با نیتروژننشان

ی شیشهجمع شده در وزایینرتنفعالی پییری (. با اندازه3)شکل

های بمباران آب خالص در هد مایع با بدنه از جن نیوبی یافته .1جدول جریان ی آزمای شماره

(μA)

زمان بمبارن(min)

فعالی EOB (mCi)

ی تولیدبمره(mCi/μA h)

4 4 40 3/34 3/14 1 40 40 3/440 5/44 9 40 45 1/410 14/14 4 41 45 1/430 59/19 5 41 10 994 5/44

دار شده بنا نشانی سیست جداسازی رادیوداروی آمونیاک وارهطرش. 9شکل .49-نیتروژن

ییری فعالین پرتنوزایی ی اولیه درصد ناخالصی و با اندازهنمونه

9N-NHدار شنده درصد خلوص رادیوشیمیایی آمونیاک نشان 49

های فعالی پرتوزایی آمونیاک به دس آمد. نتیجه 49-نیتروژن با ، درصد خلنوص رادیوشنیمیایی آن و 49-دار شده با نیتروژننشان

درج شده اس . 4درصد ناخالصی در جدول مننورد ( 5)در ایننن مطالعننه آشکارسنناز فننوق خننالص ژرمننانی

بایند مقنداری از ی تولید منی استفاده قرار یرف . برای تعیین بمرهی مننوردنظر برداشننته شننده و بننر روی آشکارسنناز دسننتگاه نمونننهشد. طیف انرژی پرتو یامای حاصنل سنت یاما قرار داده میطیف

ی مننوردنظر در موجننود در نمونننه 49-از رادیونوکلینند نیتننروژن شنود طنور کنه مشناهده منی نشان داده شده اس . همان 40شکل

قلنه بنا 4/0تنر از % و کن keV 544قلنه بنا اننرژی 5/33بی از %یوننه ناخالصنی و مشخص شده اس و هیچ MeV 011/4ی انرژ

.شودمیآلودیی مشاهده ن

آب بمباران شده

3/0سالین %

پمم مالشی

ستون تبادل کاتیون

-9N-NO

49 9N-NH49 -1N-NO

44

1ی نمونه شیشه

4ی نمونه شیشه 1ی مرحله 4ی مرحله

4934، 74ای، علوم و فنون هسته یمجله

405

49-دار شده با نیتروژنآمونیاک نشانهای حاصل از تولید نتیجه. 8جدول

(μA) جریان ی آزمای شماره زمان پرتودهی

(min) 9N-NH49 فعالی (mCi)

درصد خلوص رادیوشیمیایی9N-NH

49 4 4 40 10 11 1 41 10 430 57

های شاخصی مورد آزمای و قلهاز نمونهیامای حاصل پرتو طیف . 31 شکل گیریبحث و نتیجه .1

واکننن ، مگنناالکترون ولنن 44از حنندود هننای بنناالتر در انننرژیO

45O(p, α)

هایکن پروتون با هستهبره از نیا ممکن اس 41O

. شنود در محصنول O45 و منجر به تولید ناخالصیانجام آب 41نقنره بنا ی بنا بدننه تولید شده در هد مایع N49به دلیل واکن

بنا اقندام بنه طراحنی و سناخ هند منایع طالی موجود در آن بناالیی دارد. در اینن شند کنه مقاومن شنیمیایی ی نینوبیمی بدنه

از محنننل تولیننند دور محصنننول در محلنننی فعالیننن ، پنننگوه بنه آزمایشنگاه بمبناران شنده ییری شد. برای انتقال هند اندازه

متر و قطری معادل 10های نازکی به طول تقریبی شیمی از شلنگ

فعالینن اتننال مقننداری ،رواز ایننن. شنندمتننر اسننتفاده میلننی 1/4ناپنذیر بنود کنه بنه کناه اجتنناب ی شلنگدر دیواره پرتوزایی

ی تولیند انجامیند. الزم بنه ینادآوری اسن کنه در صنورت بمنره بنه پرتنودهی انتقنال محصنول برای (1)سازی فشار یاز حاملبمینه

ی تولید را بمره انتقال و در نتیجه یتوان بمرهآزمایشگاه شیمی میسنطح مقطنع دهند منی نشنان 4کنه شنکل طورافاای داد. همان

تر از سطح مقطع تجربی اس کنه همنین امنر ارگبمحاسبه شده د نظنری در مقایسنه بنا ی تولین ی بمرهسبب ایجاد خطا در محاسبه

. شدی تولید تجربی بمره

1000 4300 4400 4700 4100 4500 4400 4900 4100 400 700 100 500 400 900 100 400 ° 300 4000 4400 °

40000 10000 90000 40000 50000 10000 70000 40000 30000 400000 440000 410000 490000 440000 450000 410000 470000

شمار

ش

شماره کانال

keV 544 49 N

4000 400 4100 100 400 100 ° 4400 4100 4400 1000 °

5

40 45

10 15 90

95

40 45 50

شماره کانال

شمار

ش

MeV 011/4

Tchart

. . .ی مایع با بدنهدر هد 49-دار شده با نیتروژنانتولید آمونیاک نش

401

بنه وینگه در تولیند سنتا، یهای مایع اهد هاییکی از مشکلN

ناشنی از تبندیل اننرژی جنبشنی یامن ریضعف در برداشن 49، بنه سن های شتاب یافته به انرژی یرمایی در داخل هند ا یونباعد ایجاد تواند ای که افاای دمای ناشی از این فرایند مییونهعمنالً ؛هنا شنود جا در داخل آب به صورت جوشن حبناب تمی

ننازک ورقفشار داخل هد بناال رفتنه و بعهناً باعند تخرینب ی تولیند و و از سوی دیگر باعد کناه بمنره از یک سو پنجره

. شودجاها میلیل عبور پروتون از تمیمتعاقباً کاه محصول به دشار یاز انویه روی سطح هد توان از فمیبرای حل این مشکل

کناه دمنا و بنرای کن جانبی ی سیست خنکمایع و یا از یاینه ود.ها استفاده نمحبابتر بی نمایتاً از بین بردن

هانوشتپي

1. In vivo

2. Positron emission tomography

3. Devarda’s olloy

4. Havar

5. High-purity germanium detector

6. Carrier gas

هامرجع

[1] S.M. Austin, A. Galonsky, J. Bortins, C.P.

Wolf, A batch process for the production of 13

N-labeled nitrogen gas, Nuclear Instruments

and Methods, 126 (1975) 373-379.

[2] M.G. Straatman, A look at 13

N and 15

O in

Radiopharmaceuticals, Int J Appl Radiat Isot,

28 (1977) 13-20.

[3] R.A. Ferrieri, A.P. Wolf, The chemistry of

positron-emitting nucleogenic (hot) atoms

with regard to preparation of labeled

compounds of practical utility, Radiochimica

Acta, 34 (1983) 69-83.

[4] S. Rojas, A. Martin, M.J. Arranz, D. Pareto, J.

Purroy, Development of New Strategies for

the Synthesis of Radiotracers Labeled with

Short-Lived Isotopes: Application to 11C and

13N, Journal of Cerebral Blood Flow &

Metabolism, 27(12) (2007) 1975-1986.

[5] M. Senda, K. Murata, H. Itoh, Y. Yonekura, K.

Torizuka, Quantitative evaluation of regional

pulmonary ventilation using PET and

nitrogen-13 gas, J Nucl Med, 27, 2 (1986)

268-273.

[6] T.J. Carthy, C.S. Dence, S.W. Holmberg, J.

Markham, D.P. Schuster, M.J. Welch, Inhaled

[13

N] nitric oxide: a positron emission

tomography (PET) study, Nucl Med Biol, 23,

6 (1996) 773-777.

[7] H. Saji, D. Tsutsumi, Y. Kiso, S.A. Iimuma, J.

Konishi, Synthesis and biological evaluation

of a 13

N-labeled opioid peptide, Int J Rad

Appl Instrum, 19, 4 (1992) 455-460.

[8] M.G. Straatman, M.J. Welch, Enzymatic

synthesis of nitrogen-13 labeled amino-acids

Radiat, 56 (1973) 48-56.

[9] S. Filc-DeRicco, A.S. Gelbard, A.J. Cooper,

K.C. Rosenspire, E. Nieves, Short-term

metabolic fate of L-[13N] glutamate in the

Walker 256 carcinosarcoma in vivo, Cancer

Res, 50(16) (1990) 4839-4844.

[10] Y. Watanabe, K. Suzuki, H. Tsukada, S. Oka,

O. Inoue, Synthesis of 13

N labeled L-tyrosine,

Acta Radiol Suppl, 376 (1991) 110-111.

4934، 74ای، علوم و فنون هسته یمجله

407

[11] J.Z. Ginos, A.J. Cooper, V. Dhawan, J.C. Lai,

D.A. Rottenberg, [13

N] cisplatin PET to assess

pharmacokinetics of intra-arterial versus

intravenous chemotherapy for malignant brain

tumors, J Nucl Med, 28(12) (1987) 1844-

1852.

[12] D. Masuda, R. Nohara, N. Tamaki, M. Fujita,

S. Sasayama, Evaluation of coronary blood

flow reserve by 13

N-NH3 positron emission

computed tomography (PET) with

dipyridamole in the treatment of hypertension

with the ACE inhibitor (Cilazapril), Ann Nucl

Med, 14(5) (2000) 353-360.

[13] M.E. Phelps, E.J. Hoffman, C. Raybound,

Factors with affect cerebral uptake and

retention of N-13

NH3, Stroke, 8 (1977) 694-

702.

[14] D. Masuda, R. Nohara, H. Inada, T. Hirari, C.

Li-Guang, Improvement of regional

myocardial and coronary blood flow reserve

in a patient treated with enhanced external

counterpulsation: evaluation by nitrogen-13

ammonia PET, Jpn Circ, 63(5) (1999) 407-

411.

[15] S. Sawada, O. Muzik, R.S. Beanlands, E.

Wolfe, G.D. Hutchins, Interobserver and

interstudy variability of myocardial blood

flow and flow-reserve measurements with

nitrogen-13 ammonia labeled positron

emission tomography, J Nucl Cardiol, 2(5)

(1995) 413-422.

[16] T. Ido, R. Iwata, Fully automated synthesis of 13

NH3, J Label Compd Radiopharm, 18

(1981) 244-246.

[17] R.K. Singh, R. Kumar, A.V. Pandit, M.J.

Jacob, Simple, Reliable and Cost Effective

Radiochemical Purity Test Technique for

N0-13 Ammonia, World Journal of Nuclear

Medicien, 10 (2011) 062.

[18] D.P. Sobczy, J. van Grondelle, A.M. de Jong,

M.J. de Voigt, R.A. Van Santen, Production

of chemically pure gaseous [13

N]NH3 pulses

for PET studies using a modified Devarda

reduction, Appl Radiat Isot, 57, 2 (2002) 201-

207.

[19] R. Kumar, H. Singh, M.J. Jacob, A.S. Pal,

Production of nitrogen-13-labeled ammonia

by using 11MeV medical cyclotron: our

experience, Hellenic Journal of Nuclear

Medicine, (2009) 248-250.

[20] R.N. Krasikova, O.S. Fedorova, M.V.

Korsakov, B. Landmeier, M.S. Berridge,

Improved [13

N]ammonia yield from the

proton irradiation of water using methane gas,

Radiation and Isotopes, 51 (1999) 395-401.

[21] B. Wieland, G. Bida, H. Padgett, In-target

production of [13

N] Ammonia via proton

irradiation of dilute aqueous ethanol and

acetic acid mixtures, Radiat, 42 (1991) 1095-

1098.

[22] D. Schroder, J. Hrusak, R.H. Hertwing, W.

Koch, Experimental and theoretical studies of

Gold(I) complexes Au(L)+ (L=H2O, CO, NH3,

C2H4, C3H6, C4H6, C6H6, C6F6),

Organometallics, 14 (1) (1995).

[23] A. Bilić, J.R. Reimers, N.S. Hush, J. Hafner,

Adsorption of ammonia on the gold (111)

surface, J. Chem. Phys. 116 (2002) 8981.

[24] E.S. Kryachko, F. Remacle, The gold-

ammonia bonding patterns of neutral and

charged complexes. I. Bonding and charge

alternation, J. Chem. Phys. 127 (2007) 194-

305.

http://scitation.aip.org/content/contributor/AU0686584;jsessionid=3rqccf0wo4qeg.x-aip-live-06http://scitation.aip.org/content/contributor/AU0138906;jsessionid=3rqccf0wo4qeg.x-aip-live-06http://scitation.aip.org/content/contributor/AU0138908;jsessionid=3rqccf0wo4qeg.x-aip-live-06http://scitation.aip.org/content/contributor/AU0525708;jsessionid=3rqccf0wo4qeg.x-aip-live-06http://scitation.aip.org/content/contributor/AU0673608;jsessionid=qkm6nt826cqr.x-aip-live-06http://scitation.aip.org/content/contributor/AU0359153;jsessionid=qkm6nt826cqr.x-aip-live-06