Trial of the radioisotope nano container production aimed to a radio-source therapy

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K15579
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大槻 勤 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (50233193)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 放射性同位元素 / 線源内療法 / 内包フラーレン / 第一原理視乳レーション / テクネチウム-99m / 金-194

Outline of Annual Research Achievements

本実験では加速器および原子炉等からの量子ビーム（中性子、陽子、光子など）を用いた原子核反応による反跳効果を利用し、ナノコンテナ（ここではC60フラーレン）への各種放射性同位元素の内包化を目指した実験的・理論的な検討を行った。特に本実験では生体内イメージングや線源内療法を視野に入れた核医学で使用されているTc99m及び使用の可能性のが見込まれるAu194放射性同位元素内包の可能性（Tc99m@C60, Au194@C60）の検討を行なった。まず、標的として濃縮100Moを使用した光核反応(γ,n)によるMo99→β-壊変→Tc99mを利用して、Tc99m@ C60の可能性について調べた。ここでは約96%に濃縮された金属のMo100と粉末C60の等重量をメノウ乳鉢内で混ぜ合わせ、さらに二硫化炭素(CS2)を用いてC60を溶かし込み、照射標的とした。電子線加速器からの30MeV、100μAの電子線を用いて6時間照射を行った。標的物質内では、Mo100(γ,n)99Mo反応が起き、この核反応では中性子や即発γ線の放出を伴うので、核反応生成物のMo99は反跳を受ける。この反跳エネルギーによって動くMo99原子とC60は標的物質内で原子分子衝突を起こす。また、安定同位体Ptと陽子を用いたPt194(p,n)Au194反応では生成物のAu194は反跳を受け、原子分子衝突が起こる。これらMo99やAu194はこの反跳により、C60ケージと衝突し6員環や5員環から内包される可能性がある。この実験事実を明確にするために、第一原理を用いたシミュレーションを行った。その結果、核反応生成物のMo99は反跳を受けたTcやAu原子はそれぞれあるエネルギー範囲で内包がが可能であることが分かった。他、核種Cu64等の核医学核種については、現在、解析中であり、順次、発表予定である。

Research Products

• [Journal Article] Use of different surface covering materials to enhance removal of radiocaesium in plants and upper soil from orchards in Fukushima prefecture (2019)
  • Author(s): M. Sato, H. Akai, Y. Saito, T. Takase, H. Kikunaga, N. Sekiya, T. Ohtsuki, K. Yamaguchi
  • Journal Title: Journal of Environmental Radioactivity Volume: 196 Pages: 204-211
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.03.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Study of fission using multi-nucleon transfer reactions (2018)
  • Author(s): K. Nishio, K. Hirose, M. Vermeulen, H. Makii, R. Orlandi, K. Tsukada, M. Asai, A. Toyoshima, T.K. Sato, Y. Nagame, S. Chiba, Y. Aritomo, S. Tanaka, T. Ohtsuki, I. Tsekhanovich, C.M. Petrache, A. Andreyev
  • Journal Title: EPJ Web of Conferences Volume: 169 Pages: 00013-1
  • DOI: https://doi.org/10.1051/epjconf/201816900013
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A new detector system for the measurement of high-energy prompt gamma-rays for low-energy neutron induced fission (2018)
  • Author(s): H. Makii, K. Nishio, K. Hirose, R. Orlandi, R. Leguillon, T. Ogawa, T. Soldner, F.-J. Hambsch, M. Aiche, A. Astier e, S. Czajkowski, R. Frost, S. Guo, U. Koster, L. Mathieu, T. Ohtsuki, C.M. Petrache, A. Pollitt, S. Sekimoto, K. Takamiya, I. Tsekhanovich
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A Volume: 906 Pages: 88-96
  • DOI: https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.07.055
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Production of medical radioactive nuclides using an electron linear accelerator (2018)
  • Author(s): T. Tadokoro, U. Ueno, Y. Kani, S. Sekimoto, T. Ohtsuki
  • Journal Title: Proceedings of the 2017 Symposium on Nuclear Data,JAEA-Conf 2018-001, INDC(JPN)-204 Volume: 2018-001 Pages: 85-90
  • DOI: DOI:10.11484/jaea-conf-2018-001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Production Of Radioisotopes At Institute For Integrated Radiation And Nuclear Science, Kyoto University (2019)
  • Author(s): T. Ohtsuki
  • Organizer: 2nd International Conference on Radioanalytical and Nuclear Chemistry / RANC 2019
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Radiochemical and Instrumental Neutron Activation Analysis Using Kyoto University Reactor. (2018)
  • Author(s): S. Sekimoto, T. Ohtsuki
  • Organizer: 10th International Symposium on Technetium and Rhenium-Science and Utilization
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Radiochemical study and MD simulation for endohedral fullerenes. (2018)
  • Author(s): T. Ohtsuki
  • Organizer: 11th International Conference on Methods and Applications of Radioanalytical Chemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Mo-99/Tc-99m Production Using an Electron Linear Accelerator (2018)
  • Author(s): T. Ohtsuki
  • Organizer: 10th International Symposium on Technetium and Rhenium-Science and Utilization
  • Int'l Joint Research / Invited