2020 Fiscal Year Research-status Report
アルファ線核医学治療を視野に入れたアクチニウム－225線源製造とその応用の試み
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19K22596
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大槻 勤 京都大学, 複合原子力科学研究所, 特任教授 (50233193)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 医用放射性同位元素 / 線源内療法 / 加速器 / 研究用原子炉 / 分析技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究計画では、放射性核種のMo,Cu,Ge,Au等を用いて電子線や荷電粒子などの加速器による医療用放射性同位体の生成断面積を実験及びシミュレ ーション両面から検討を行いう。これらの核データから得られるパラメータをもとに、ウラン系列の放射性廃棄物として多量に存在 するラジウム-226（Ra-226）を用いて、前立腺がん等の核医学治療に有効なAc-225の製造の基礎検討を行う。さらに将来的に有用とされる様々な放射性同位体を用いたDDS を目指した放射性核種を伴ったRIナノコンテナ(C60,C70)などへの応用を探ることを目指している。まず、放射性核種Mo99,Cu-67,Ge-68,Au-194などの製造利用を検討している。電子線による医療用放射性同位体の製造を電子線加速器ばかりでなく原子炉まで拡張して生成断面積を確認する。新しい製造手法が開発されれば国内はもとり世界でもより安価に各医療施設に提供できる可能性がある。本研究では、これらの前段研究として電子線加速器を用いてMo-99やCu-67,Sc-47,Cu-67,Ga68,Rh-105,Lu-177,Re-188他を製造する実践的な 研究を行い、これらの結果はJRNC等の国際氏誌に受理されている。今後、アルファ線源内療法に用いるAc-225をRa-225の娘核種として容易に製造する手法の開発を試み、ナノコンテナなどの応用も含めて展望することを準備している。そこで本研究ではRa-226を電子線照射で発生する高エネルギーガンマ線をRa-226に照射し（光核反応を用いて）、線源内療法に有効なAc-225の製造及び断面積の確認を目指している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在、以下の進捗であるが、新型コロナウィルスの影響で研究が順調に進まない状況が生じている。
本研究では、まず、安定同位体委のMo,Cu,Ge,Au等を用いて電子線等の加速器による医療用放射性同位体の生成断面積等を実験及びシミュレーション両面から検討を行った。現在、放射性Mo-99/Tc-99mやCu-67,Ge-68,Y-90等の放射性医薬品の種々の方法での国内で生産が議論されているが、我々もその有力な手法として高出力の電子線加速器や研究用原子炉利用を提案している。これらの前段研究の成果は電子線加速器を用いたMo-99やCu-67,Sc-47,Cu-67,Ga-68,Rh-105,Lu-177,Re-188などを製造するという有意義な結果が得られている。これらの結果はJRNC等に投稿し、受理された。特に電子線加速器からの制動放射線による（γ,n)反応を用いたMo-99 の生成量の見積もりとTc-99mの迅速分離法を検討してきたところである。また、Tcなどの核種が内包されたナノコンテナの製造論文も投稿中である。さらに、これらの核種の生成断面積を、計算コードを用いたシミュレーションを実行し加速器システム全体の構築をはじめている。さらに、これらの手法を用いて、[Ra-226（γ,n）Ra-225→β改変→Ac-225]の製造を始めている。また、実際に制動放射線によるRa-226の生成断面積の基礎検討、照射エネルギーの最適化（２年 目）、Ra-226からAc-225の分離技術の検討と開発（イオン交換等）（２年目-３年目）、放射性DDS等への応用の基礎検討（２年目-3年 目） 生成断面積と照射エネルギーの最適化を準備している。
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| Strategy for Future Research Activity |
安定同位体であるMo,Cu,Ge,Au等を用いて電子線等の加速器による医療用放射性同位体の生成断面積等を実験及びシミュレーション両面から検討を行いう。ここではこれまで得られなかったデータを電子線のエネルギーを10MeV程度ごとに変えて収率試験を行った。さらに今後、収率の理論計算と実験的に得られた収率 と比較検討する。Ra-226に対する(γ,n)反応の実験結果は存在しないので、核データ的にも重要な情報となる。Ra-226/Ac-225の分離技術の検討と開発：購入したRa-226線源をパックし照射ターゲットとし、電子線のエネルギー30MeV（20MeV, 40MeV）程で照射を行う予定である。アクチノイド系で利用されているDGAレジンを用いた硝酸系イオン交換が適応できるという文献もあり、この手法を確認する。数度繰り返し、分離技術を習得し、できれば纏める。DDS等への応用の基礎検討：ゾフィーゴの生産ばかりでなくナノコンテナDDS等への応用の基礎検 討を行う。アルファ線放出核種はその反跳効果により娘核種はエネルギーを持つ。フラーレンやナノチューブに親核種を溶かすだけで、内包化 が起こることが報告された。我々の研究でも同様の研究を行い医療用放射性核種Mo,Tc-99m@C60の生成の可能性を実験・理論の両面から研究を 行ってきた。同様の手法を用いてMo-99/Tc-99mやCu-67,Au-194,Ac-225内包C70やナノチューブ（SWNT）等のナノコンテナ可能性を探ることを目指す。
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| Causes of Carryover |
理由
現在、以下の進捗であるが、新型コロナウィルスの影響で研究が順調に進まない状況が生じている。出張の制限等で実験等が遅れていて、また、旅費の消化があまりできていない。特に、海外へでの発表や情報収集ができていない。
また現在、電子線加速器からの制動放射線による（γ,n)反応を用いたMo-99 の生成量の見積もりとTc-99mの迅速分離法を検討してきたところである。また、Tcなどの核種が内包されたナノコンテナの製造論文も投稿中であるが、論文審査員とのやりとりが続いているが、オープンアクセスで割高の投稿料が発生する予定である。また、今後、照射ターゲットの実験設備の更新に使用する予定である。
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[Journal Article] Co-precipitation behaviour of single atoms of rutherfordium in basic solutions2021
Author(s)
Y. Kasamatsu, K. Toyomura, H. Haba, T. Yokokita, A. Kino, Y. Yasuda, Y. Komori, J. Kanaya, M.H. Huang, M. Murakami, H. Kikunaga, E. Watanabe, T. Yoshimura, K. Morita, T. Mitsugashira, K. Takamiya, T. Ohtsuki, A. Shinohara
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Journal Title
NATURE CHEMISTRY
Volume: 13
Pages: 226-230
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Design and testing of a W-MoO3 target system for electron linac production of 99Mo/99mTc2021
Author(s)
J. Jang, H. Kikunaga, S. Sekimoto, M. Inagaki, T. Kawakami, T. Ohtsuki, Sh. Kashiwagi, K. Takahashi, K. Tsukada, K. Tatenuma, M. Uesaka
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A
Volume: 987
Pages: 164815
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 電子線形加速器を利用したAc-225製造量の電子線エネルギー依存性2021
Author(s)
田所孝広, 西田賢人, 上野雄一郎, 可児祐子, 渡辺敬仁, 佐々木貴裕, 島田真生子, 菊永英寿, 柏木茂, 大槻勤, 関本俊, 稲垣誠
Organizer
日本原子力学会2021年春の年会
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