Producción de 67Cu en ciclotrón: una nueva medición de secciones eficaces nucleares de 68Zn(p,2p)67Cu, 68Zn(p,2n)67Ga and 68Zn(p,3n)66Ga

Gaia Pupillo, Thomas Sounalet, Nathalie Michel, Férid Haddad, Liliana Mou, Luciano Canton, Andrea Fontana, Juan Esposito, Adriano Duatti

Resumen

Las secciones eficaces de las reacciones 68Zn (p, 2p) 67Cu, 68Zn (p, 2n) 67Ga y 68Zn (p, 3n) 66Ga se midieron en la instalación ARRONAX utilizando el ciclotrón 70 MeV, con especial atención a la producción del radionucleidos teranóstico 67Cu. El material enriquecido 68Zn se galvanizó sobre soporte de plata y se expuso a un haz de protones de baja intensidad utilizando un blanco de láminas apiladas. Como los radionucleidos 67Cu y 67Ga tienen periodos de semidesintegración y líneas γ similares (ambos se desintegran a 67Zn), un proceso radioquímico dirigido a la separación Cu / Ga fue obligatorio para evitar interferencias en las mediciones de espectrometría γ. Se desarrolló un procedimiento químico simple con una alta eficiencia de separación (> 99%) durante cada procesamiento de la lámina, gracias a los isótopos trazadores 61Cu y 66Ga. Las secciones eficaces nucleares se midieron en el rango de energía de 35-70 MeV utilizando reacciones de referencia recomendadas por el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) para monitorear el flujo del haz. Al comparar con los datos de la literatura, se observó una buena concordancia en general con la tendencia de las reacciones nucleares, particularmente con las últimas mediciones, pero se obtuvieron valores ligeramente inferiores en el caso de 67Cu. Los resultados experimentales de las reacciones 68Zn (p, 2p) 67Cu, 68Zn (p, 2n) 67Ga y 68Zn (p, 3n) 66Ga también se compararon con los valores teóricos estimados usando el código de reacción nuclear TALYS. El rendimiento de producción del radionucleido teranóstico 67Cu se estimó considerando los resultados obtenidos en este trabajo.

Palabras clave

producción de isotopos; generadores de radisótopos; ciclotrones; secciones eficaces; cobre 6

Referencias

IAEA. Therapeutic Radiopharmaceuticals Labelled with New Emerging Radionuclides (67Cu, 186Re, 47Sc). Vienna: IAEA, 2016.

National Nuclear Data Center (NNDC). Information extracted from the NuDat2 Database. 2016. Disponible en: http://www.nndc.bnl.gov/nudat2/.

MAGGIORE M, CAMPO D, ANTONINI P, LOMBARDIET A, et. al. SPES: A new cyclotron-based facility for research and applications with high-intensity beams. Modern Physics Letters A. 2017; 32(17): 1740010. doi: 10.1142/S0217732317400107.

HADDAD F, FERRER L, GUERTIN A, CARLIER T, et. al. ARRONAX, a high-energy and high-intensity cyclotron for nuclear medicine. Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2008; 35(7): 1377-1387. doi: 10.1007/s00259-008-0802-5.

Experimental Nuclear Reaction Data (EXFOR). Information Extracted from the Database. 2016. Disponible en: https://www-nds.iaea.org/exfor/exfor.htm

IAEA. Charged particle cross section database for medical radioisotope production: diagnostic radioisotopes and monitor reactions. IAEA-TECDOC-1211. Vienna: IAEA, 2001. Disponible en: https://www-nds.iaea.org/medical/monitor_reactions.html.

PUPILLO G, SOUNALET T, MICHEL N, MOU L, et. al. New production cross section for the theranostic radionuclide 67Cu. Nuclear Inst. and Meth Phys Res B. 2018; 415(15): 41-47. doi: https://doi.org/10.1016/j.nimb.2017.10.022

DUCHEMIN C, GUERTIN A , HADDAD F , MICHEL N , et. al. Production of medical isotopes from a thorium target irradiated by light charged particles up to 70 MeV. Phys Med & Biol. 2015; 60(3): 931-946. doi: 10.1088/0031-9155/60/3/931.

IAEA. Bibliography of experimental data on 68Zn(p,2p)67Cu. Vienna, IAEA. Disponible en: https://www-nds.iaea.org/radionuclides/zn867cu0.html