生成鉬 99：在一項破紀錄的實驗中，HZDR 的 ELBE 電子加速器用高亮度電子束照射鉬 100 目標 115 小時。
一種生產醫用放射性同位素的新方法已經通過了它的第一個里程碑，它將目標暴露在能量密度比太陽核心高幾個數量級的電子束中。這一成就為使用不需要濃縮鈾且產生很少核廢料的電子加速器的替代放射性同位素生產方法鋪平了道路。
锝 99m ( 99m Tc) 是一種亞穩態放射性核素，可發射伽馬輻射，可通過醫用伽馬相機在體內檢測到。它每年用于數以千萬計的診斷程序，使其成為世界上最常用的醫用放射性同位素。99m Tc 是由其母核素鉬 99 ( 99 Mo) 的衰變形成的，它來自核反應堆中的中子輻照鈾 235 靶材中產生的裂變產物。
目前，大部分99 Mo 是由全球五個核研究反應堆的高濃縮鈾生產的。在至少三個反應堆中由低濃縮鈾生產較少量的鈾。但這種對核反應堆的依賴本身就會產生問題，因為其中一些已經老化，無法滿足需求。
SMART項目正在開發一種替代概念，該概念不需要使用核反應堆，該項目由比利時無線電元件研究所 ( IRE ) 領導，還包括荷蘭公司Demcon和ASML。這個想法是通過用強烈的加速電子束照射非放射性鉬 100 ( 100 Mo)來產生99 Mo。該方法不需要濃縮鈾，并且幾乎不會產生任何長壽命的放射性廢物。
ASML 最初研究用于自由電子激光器的加速電子束，以產生用于光刻應用的極紫外光。該公司隨后意識到，與目前的電子加速器相比，其技術可以擴展以滿足大規模放射性同位素生產所需的規格。SMART 項目旨在將這一想法轉變為商業生產設施。
由于 SMART 電子加速器仍在開發中，研究人員需要通過幾個關鍵的設計里程碑。其中之一是表明他們的100 Mo 靶材可以承受長時間暴露在極端強度的輻照下。使用亥姆霍茲中心德累斯頓羅森多夫中心 ( HZDR )的ELBE超導電子加速器，以 1:1000 的比例進行測試，與99 Mo 生產的預期尺寸相比。
在這些測試中，該團隊將一個毫米大小的鉬靶暴露在緊密聚焦的 30 kW 電子束中，持續 115 小時，這是生產同位素所需的時間。這種極端暴露的最大障礙是，如果沒有適當冷卻，目標會在幾毫秒內蒸發。
當溫度達到 200 到 600 °C 之間時，不能使用水進行冷卻。氣體也不能足夠快地帶走熱量。相反，研究人員轉向液態金屬。液態金屬的優點是它們的高比熱容和導電性，這使得它們在散熱方面非常有效。
該團隊選擇液態鈉作為冷卻劑，因為它已經用于其他核應用——盡管它確實帶來了自己的挑戰。鈉與空氣和水發生劇烈反應，并能溶解其他金屬。它在室溫下也是固體，如果系統中的某些關鍵部件出現故障，它會冷卻并堵塞管道，危及整個過程。然而，測試運行表明，液態鈉是這項任務的有效冷卻劑。目標在連續五天的極端輻射中幸存下來。
根據 Demcon 的首席工程師Bas Vet的說法，這些挑戰匯集了多個學科：“液態鈉不僅難以使用，而且還用于我們在地球上所能生產的最極端條件之一”。他指出，沉積在目標中的功率密度比太陽核心產生的功率密度高 9 個數量級，并補充說，輻射環境與核電站反應堆容器壁在 10 年內接收到的環境相當——但交付時間是僅僅五天。盡管測試是在按比例縮小的目標下完成的，但實驗還是達到了預期的功率密度。進一步的步驟將涉及擴大到最終的工業比例。SMART 項目定義了最終工廠的設計，包括目標、環境和冷卻的細節，以及處理輻照目標的系統。
該國際財團希望到 2028 年將有一家工廠為全球醫院生產放射性同位素。
