鉬 (Mo-99) 在癌癥和其他疾病的診斷中發揮著重要作用。幾個小時后，放射性同位素衰變產生锝99m，它被用于每年為全世界數百萬人進行檢查所需的成像程序。當前基于裂變的工藝面臨許多挑戰，例如老化的反應堆和工藝對環境的影響。這就是為什么研究人員正在尋找替代生產方法的原因。在 Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)，歐洲 SMART 合作現已在超導直線加速器 ELBE 的幫助下成功測試了 Mo-99 的生產。
ELBE 負責人 Peter Michel 教授解釋說：“"我們將ELBE的性能發揮到了極致，在將近一周的時間里，我們不間斷地將一束30千瓦的高能電子射向一毫米大小的鉬靶，"HZDR輻射物理研究所ELBE負責人Peter Michel教授解釋說。
“這意味著我們可以在很小的體積內儲存總計 13 吉焦的能量。這大致相當于一架滿載的波音 747-400 以每小時約 900 公里的最高速度飛行的動能。”
需要如此極端的能量密度才能觸發所需的反應：“在目標處產生的軔致輻射會從原子核中分別擊出一個中子，因此最終剩下的是所需的產品鉬-99。”
雖然 HZDR 提供了必要的加速器技術，但荷蘭科技公司 Demcon 負責實驗裝置。作為世界上最大的 Mo-99 生產商之一，比利時放射性元素研究所(IRE)發起了SMART(MedicAl RadioisoTopes來源)，并與荷蘭公司ASML一起，與科學和工業界的合作伙伴合作開發該技術。
“ELBE 加速器是歐洲唯一適合我們實驗的研究設施，因為只有在這里，光束質量才能在我們部署數天后保持穩定，”高級機電系統工程師 Johannes Jobst 說在德姆康。
“但我們成功的決定性因素是合作伙伴之間非常好的、信任的合作。就 ELBE 而言，我們不僅從獨特的技術中受益匪淺，而且還從 ELBE 團隊的科學專業知識和奉獻精神中受益匪淺。”
復雜的實驗裝置：用液態鈉冷卻
由于極端條件，該實驗對研究人員提出了許多挑戰，需要復雜的實驗設置。例如，他們必須在所使用的材料中控制巨大的壓力和潛在的輻射損害，從而實施特殊的保障措施。
另一個挑戰：在正常情況下，鉬在輻射下只需要很短的時間就會蒸發。因此，Demcon 使用了基于液態鈉的高導熱性的特殊冷卻技術。這種金屬也被用作核反應堆中的傳熱流體，由于其高沸點和允許的廣泛工藝溫度范圍，它能夠吸收特別大量的熱量。
此次試運行于 2 月初成功進行，是確認整個概念可行性的重要一步，并相信該技術可以在更大的工業規模上使用。新方法的優點是顯而易見的：由于使用鉬 100 作為起始材料，不再需要在核反應堆中分解鈾——這意味著放射性廢物更少，尤其是半衰期長的廢物。IRE 及其合作伙伴正在繼續開發完整的安裝。這個雄心勃勃的計劃的科學基礎現在已經通過 ELBE 加速器的實驗得到證實。
