2017 Fiscal Year Research-status Report
高速中性子を利用したがん治療用放射性同位元素Y-90の合成・分離・精製研究
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15K04744
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
塚田 和明 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 先端基礎研究センター, 研究主席 (30343916)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 医療用RI合成 / Y-90 / 分離・精製研究 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
核医学用放射性同位体(RI)は、高感度の診断（癌、脳神経疾患、心疾患等）や治療のために医療の現場で非常に多く使用されている。本研究では、治療用RI として最近利用されてきたY-90 （半減期：2.7日）を、加速器で得られる高速中性子(数MeV 以上)を用いて①効率的な合成方法の検討、②分離・精製法の確立、③副生成物及び不純物の同定、④標識実験などによる評価研究を行い、現在、全量輸入で供給されているY-90と比較し、実用レベル（約数百kBq～1GBq）の大量製造・分離技術の確立を目指すとともに、本手法を用いた合成・分離等によって国内で代替可能であるか評価する。平成27年度には合成研究として、先行研究から実施してきたZr-90(n,p)反応を引き続き利用し、高速中性子発生用の炭素標的をBe標的に変更した際の高速中性子発生量の増加実験を行い、Y-90の生成量が2倍に増加することを確認した。また、Nb(n,α)反応を利用した合成研究も平行して行い、Zr(n,p)とほぼ同量の合成が期待できることを実証した。H28年度には重陽子エネルギーを40MeVから50MeVに上げ、生成量の増加を確認したが、Y-88などの副生成物の影響が大きくなり、最終的に得られるY-90の放射能純度に影響があることが明らかになった。これにより、Y-90合成においては40MeVでの照射が最適条件であることがほぼ実証できた。このような成果から、H29年度はより容易な濃縮Zr-90試料の調整方法や、化学分離手法の自動化と、自動化に際して最適な化学分離手法の再構築など、最終年度に向かった取り組みを続けたが、利用している加速器の故障による研究の遅延が生じ、最終年度を1年延長し、H30年度も引き続き上記研究を進めることとした。更に平成30年度は、本研究の今後の展開のために、Y-90だけでなく他の医療用RI合成への応用についての検討なども進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
合成研究としては、Zr-90(n,p)反応及びNb(n,α)反応におけるY-90の合成量測定及び副生成物の影響について40MeVおよび50MeV重陽子における違いなどを確認すると共に、高速中性子発生用の標的を炭素からBeに変更することで約2倍の中性子発生が可能であることを実証するなど着実な実績を得てきている。分離生成方法としては3段のイオン交換分離手法を利用し高効率かつ貴重な濃縮Zr-90標的の回収まで、一連の操作が自動化可能な手法の開発に成功するなど、その成果は最終的な自動化に向けて着実に進歩している。しかし、利用してきた加速器が故障等により、利用できない期間が平成28年度末から約1年程度続いたため、新たに東北大の施設を使用することとした。合成及び分離手法の開発に関して、東北大の施設利用による進捗はあったが、その進捗は当初予定していた状況と比べ、新たな加速器の使用手続きなどのため、半年以上遅れているのが現状である。ただし、現在は加速器利用も期待通り進めることが出来るようになっており、次年度以降に計画をまとめることが可能であると期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
合成研究は基礎研究がほぼ終了している。実際に大量合成する際には基礎研究で利用したターゲットと量や形状等の条件が異なるため、PHITSなどの計算コードを利用して、ターゲットの大型化に必要な形状の最適化などシミュレーションを進めており、このシュミュレーショントの比較実験を進めることを計画している。
化学分離においては自動化を進めてセル内での利用が可能なように遠隔化できるよう装置開発を進めている。また、酸化ジルコニウムとしてのみ市販での入手が出来ない濃縮Zr-90を、その後の化学分離に最適な化合物（硝酸塩）として、照射実験に供するため、乾式の塩化物方を経て硝酸塩を得るような化学プロセスの高効率化に必要な条件の最適化を進めている。これによって、全プロセスが一連の作業で行え、実際の合成に必要な技術的な開発が終了すると期待している。
また、本研究に関連した今後の展開のために、Y-90だけでなく他の医療用RI合成への応用についての検討なども進めたい。
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| Causes of Carryover |
高崎サイクロトロン及び原科研タンデム加速器も故障のため、平成29年12月まで利用できなかった。このため、合成実験を東北大学サイクロトロンで行ってきたが、その利用申請に必要な期間における、研究の停止や利用可能な実験時間の制約により、予算を含めて計画通り研究を実施することが出来なかった。タンデム加速器は現在利用可能であり、東北大学のサイクロトロン施設も順調に利用が出来るようになっており、今後の研究は支障なく進められる。東北大学での実験によって当初の予定より旅費が増加しているが、高価な濃縮ターゲットの一部を安価な天然ターゲットで、置き換えた実験の実施により、その旅費分をカバーして実験を進めていく予定である。
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Research Products
(1 results)
