2015 Fiscal Year Research-status Report
医療用α放射性同位体211Rn/211Atジェネレータシステムの高度化
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15K04741
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
西中 一朗 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 量子ビーム応用研究センター, 研究副主幹 (70354884)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アルファ放射性同位体 / 核医学利用 / アスタチン / ラドン / ジェネレーター / トレーサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
α放射性同位体の内用放射線治療による新しいがん治療法の開発を目指し、先行研究で作製したRn-211（ラドン）/At-211（アスタチン）ジェネレータシステムの高度化に取り組んだ。具体的には、「Rn分離装置の高度化」、「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発を行った。
「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、製造したRn-211をビスマス(Bi-209)ターゲットから分離精製する工程において、装置内での放射性希ガスRn-211の挙動をオンライン観測するためのγ線モニターの整備を行った。原子力機構タンデム加速器を用いて、核反応Bi-209(Li-7,5n)At-211によりRn-211を合成し、Rn分離装置でのRn-211の分離性能試験を行った。Rn分離装置内でRn-211を捕集するためのコールドトラップ内壁へのRn-211の吸着、脱離挙動を明らかにした。この性能試験結果に基づいて、コールドトラップ温度制御法の改良を行った。これによって、Rn分離装置での分離操作の高効率化を実現した。
「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発では、分離精製したRn-211が電子捕獲壊変して生成するAt-211のトレーサー溶液を高い回収効率で作成し、さらにAt-211トレーサー溶液から不純物RIのPo-207（ポロニウム）を分離するための化学分離法の最適化を目指した。実験研究でAt-211とPo-207は、ステンレスやシリカゲルへの吸着挙動が異なることを明らかにした。この吸着挙動の違いを利用して、ジェネレータで作成したAt-211トレーサー溶液から不要なPo-207を除去するための研究開発を進める方針を立てた。そこで、At-211とPo-207のシリカゲルへの吸着、吸着挙動を詳細に調べるため、既存の高速液体クロマトグラフ装置の機能を拡張するとともに、放射線検出器の整備を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、Rn分離装置内での放射性希ガスRn-211の挙動をオンライン観測するためのγ線モニターの整備について、本助成期間前から着手し、研究開発を進めていたため、計画よりも早く、Rn分離装置内でのRn-211の吸着、脱離挙動を把握することが可能になった。性能試験結果に基づいたコールドトラップ温度制御法の改良によって、Rn分離装置での分離操作が高効率化できた。
「ジェネレータ装置の高度化」の研究では、分離精製したRn-211から電子捕獲壊変(73%分岐比)で生成するAt-211は、生成量の約30パーセントでの低い回収率でしか溶液化できていないことが分かった。また、Rn-211からアルファ壊変（27%分岐比）で生成するPo-207は、At-211に比べて、ステンレスやシリカゲルへの強い吸着性を持つことを明らかにした。このAt-211とPo-207の吸着挙動の違いを利用することで、不純物RIのPo-207を効率的に除去できることを見出した。Rn-211から生成したAt-211を高い回収率で溶液化することを本研究課題での最重要点と位置づけ、当初の計画にはなかったが、高速クロマトグラフ装置でのAt-211トレーサー溶液の化学分析を行う方針を立てた。化学分析によって、At-211トレーサー溶液中でのAt化学種やPo-207の分離について詳細に調べることで、システムの高度化を進める。そのための準備として既存の高速クロマトグラフ装置の機能を拡張するとともに、放射線検出器の整備を行った。
さらにAt-211トレーサー溶液中でのAtの化学種について、基礎科学の観点から興味深い新たな知見が得られた。ジェネレータシステム高度化のための重要な研究課題を明らかにするとともに、Atの基礎科学的研究課題の発見に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
「Rn分離装置の高度化」の研究開発では、「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発における進捗状況に対応して、コールドトラップでのRn回収方法の改良等を実施し、引き続きRn-211の高回収率を維持するとともに、更なる分離操作の効率化を目指す。
「ジェネレータ装置の高度化」では、高い回収率でのAt-211トレーサー溶液化、ならびに、不純物RIであるPo-211の除去、これら2つの観点から最適な化学分離法の研究開発を進める。当初の計画にはなかった高速クロマトグラフ装置を用いた化学分析法を導入することで研究を推進する。液体クロマトグラフ装置を用いた分析でのトレーサー量At-211の微弱な放射線計測について克服すべき課題がある。これについては、NaI検出器による特性エックス線測定に加えて、液体シンチレーターを用いたα線測定についても検討し、研究開発を進める。
さらに、本研究課題を推進すると同時に、Atトレーサー溶液の化学分析によって、At化学種に関する基礎科学的研究課題についても取り組む。
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| Causes of Carryover |
「Rn分離装置の高度化」の研究開発において、Rn分離装置内での放射性希ガスRn-211の挙動をオンライン観測するためのγ線モニターの整備について、本助成期間前から着手し、研究開発を進めていたため、計画よりも早く、研究成果が得られた。そのため、研究計画にあった一部のγ線モニター（GR-1ガンマ線スペクトルメータ）の購入を取りやめた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
「ジェネレータ装置の高度化」の研究開発において、当初計画になかった高速クロマトグラフ装置を用いた実験研究を実施する。そのための装置、検出器の整備、準備、ならびに実験研究を遂行するために使用する。
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Research Products
(3 results)
