| 研究課題/領域番号 |
19K08163
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| 研究機関 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 |
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研究代表者 |
橋本 和幸 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (80414530)
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| 研究分担者 |
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 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主席 (30343916)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | RI製造 / 加速器 / 中性子 / がん治療 / 量子ビーム / 分離化学 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では、がん治療に有用な47Sc（半減期80時間）の新規製造法として、加速器中性子をチタン(Ti) に照射して生成する47Scの生成量評価を行うと共に、Tiからの47Sc分離精製技術の確立を目的とする。
加速器中性子による47Scの合成では主経路は47Ti(n,p)反応と期待しているが、標的とするTiは5つの安定同位体を有するため、様々な反応経路を考慮し生成量を評価する必要がある。また、これらの同位体による様々な反応経路からの副生成物の評価は利用する濃縮同位体に求められる濃縮度や、標的物質からの47Scの分離手法開発に大きく影響する。47Scは、47Ti(n,p) 反応以外に、48Ti(n,pn) 反応や50Ti(n,α) 反応による47Ca (4.5日) からの崩壊によっても生成される。また、主な副生成物であるScの同位体である46Sc (84日), 48Sc (44時間), 44Sc (4時間) 及び45Ti (3時間) 等の合成情報も重要である。まず、R1年度は、目的の47Scを合成する最初の照射実験を東北大学サイクロトロンを利用し、ベリリウムの重陽子照射で得られた加速器中性子を天然Ti金属に照射して行った。その結果、目的の47Scをはじめ、前述した核種の生成を観測し、47Sc等の生成量評価ならびに化学分離に必要な分離性能の評価に繋がる成果を得た。
標的であるTiは、単体及び化合物が非常に安定であるため、温和条件での溶解は容易ではない。そこでまず、酸化チタン／硫酸系及び金属チタン／塩酸系の溶解実験を行った。その結果、酸化チタン／硫酸系では、加熱温度が200℃までは溶解は認められなかった。また、金属チタン／塩酸系では、100℃以下の加熱温度で一部の溶解は観察できたが、不完全であった。今後、加熱温度の上昇、添加物（フッ酸等）の効果の検討により、溶解条件を精査する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
東北大学サイクロトロンを利用した最初の照射実験を実施し、生成量評価を行うとともに、分離精製技術開発の第一段階であるターゲット溶解試験を実施するなど、おおむね当初の計画通り進展した。
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| 今後の研究の推進方策 |
R1年度に得られた結果を基にして、以下のように進める。
「47Scの生成量評価」では、Ti標的の濃縮度を変えた試料の照射実験及び重陽子のエネルギーを変え照射することにより加速器中性子のエネルギーを変えた照射実験を行い、47Sc生成量及び放射性核種純度に対する標的Tiの同位体濃縮度の評価と副生成物の生成量から得られる化学分離に必要な分離性能の評価をさらに進める。
「分離精製手法の開発」では、Tiターゲットの溶解条件の精査を進めるとともに、実際に照射したTiターゲットを用いたScカラム分離実験を実施する。さらに、47Sc溶液の純度評価のためのチタン比色定量法及びSc-DOTA標識化合物合成手法の検討を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
購入を予定していた試薬の一部がメーカー欠品中のため、納期未定である事象が生じた。したがって、代替品購入の検討も含め、改めて、次年度に購入することとした。
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