醫用同位素的供應正變得越來越成問題。世界上只有六座反應堆負責生產它們。目前,荷蘭佩滕鎮的發電廠因冷卻系統泄漏而關閉。這意味著癌癥患者面臨著在健康惡化時不得不等待更長時間才能得到診斷或治療的風險。
高濃縮鈾
為了避免不得不依賴專門的、大多是過時的核反應堆,比利時放射性元素研究所(IRE)早在2015年就啟動了所謂的SMART項目(MedicAl RadioisoTopes的來源)。該項目旨在開發一種基于技術加速器、不使用鈾的可持續和可靠的替代品。從環境和安全的角度來看,開發一種高濃縮鈾的替代品也是可取的。ASML在2018年成為該項目參與者。另一個合作伙伴是荷蘭技術開發商和生產商Demcon公司。
在SMART概念下,99Mo的提煉方式與核醫學應用中的通常情況不同。99Mo是一種同位素,是生產锝99m的原材料。這種99mTc在核醫學中作為一種放射性示蹤劑使用。這意味著它對廣泛的疾病研究很重要。
電子加速器
在 SMART 的情況下,非放射性鉬 100 (100Mo) 被由加速電子組成的強光束照射。與傳統的核反應堆生產相比,這種替代方案不需要濃縮鈾,并且幾乎不會產生“長壽命”放射性廢物。但迄今為止,目前在這一領域使用的電子加速器并不符合大規模生產99mTc的規格。
在本月早些時候進行的一項試驗中(本周才披露),ASML 能夠生產出一種超導、高性能的線性電子加速器。加速器向由富含 100Mo 的鉬組成的目標發射高能電子,然后將其轉化為 99Mo。ASML 的這款設備是基于電子加速器技術的自由電子激光系統。
該測試需要在極端條件下使用液態金屬進行冷卻。該實驗創造了人造物體能夠承受的最高連續功率密度的世界紀錄。該目標是由Demcon設計的,可以承受電子注入的極端熱負荷。“為了與當今的發電機技術兼容,初始激活水平需要足夠高,”Demcon 的高級機電系統工程師 Johannes Jobst 說。
關鍵里程碑
“這種激活水平需要將光束聚焦在不大于火柴盒的目標上。如果沒有強烈的冷卻,目標會瞬間蒸發。由于高比熱容和導電性,只有液態金屬才能提供足夠的冷卻能力。經過一些研究,液態鈉被證明是 SMART 工廠的最佳冷卻劑。”
這次成功的測試是邁向SMART工廠最終投產的一個重要里程碑。根據IRE的項目介紹,第一個試驗工廠應該在2024年建立并運行。商業生產可能在2026年開始。