19 июля 2009 г.

Молибденовый кризис

По поводу того, как много в жизни завязано на науку и как наука иногда, увы, завязана на политику.

Есть такой ядерный изомер -- технеций-99m с периодом полураспада 6 часов. Он исключительно удобен для медицинской диагностики. Период полураспада, с одной стороны, больше типичного времени метаболических процессов в организме, так что радиоизотоп может проникнуть в ткани, а с другой стороны, достаточно мал, чтобы через несколько дней от него не осталось и следа. Кроме того, он распадается в основное состояние технеция-99 (без буквы m!) за счет испускания гамма-кванта, который легко выходит наружу и фиксируется детектором фотонов (т.е. нет высокоэнергетических частиц, застревающих в теле). Это всё позволяет провести диагностику метаболических процессов при минимальной дозе облучения. Наконец, технеций очень удобно внедряется в самые разные биологически активные субстанции, так что его можно легко направлять в те органы, которые требуется просмотреть.

В результате, технеций-99m сейчас используется в подавляющем большинстве диагностических процедур в ядерной медицине. Во всем мире примерно 70 тысяч человек ежедневно(!) проходят процедуры с использованием технеция-99m.

Поскольку этот изотоп быстро распадается, его надо искусственно получать. Берут его в основном из распада молибдена-99 -- другого радиоизотопа с периодом полураспада 66 часов. А молибден-99 в свою очередь вырабатывают на реакторах, облучая обогащенный уран-235 нейтронами и вытаскивая молибден-99 из продуктов деления. Из-за малого периода полураспада его тоже невозможно запасать. Его надо производить, срочно на спецсамолетах через спецаэродромы доставлять в медцентры, и тут же использовать. И если прекратится производство молибдена-99, то через несколько дней его уже просто не останется нигде.

Так вот, в последние месяцы во всем мире набирает силу "молибденовый кризис" -- резкая нехватка молибдена-99.

Производством молибдена-99 в промышленных масштабах занимались до недавнего времени пять реакторов: один в Канаде, три в Европе, один в Южной Африке. США, кстати, в аналогичный реактор решили не вкладываться, т.к. под боком есть канадский. Больше всего, почти половину мирового потребления молибдена-99, покрывал канадский NRU. Однако 15 мая из-за утечки тяжелой воды его пришлось остановить. Сама по себе авария мелкая и нестрашная, но проблема в том, что его могут чинить долго. И неоднократно, поскольку ему (как и другим реакторам) уже полвека, и он давно работает на износ. Когда он будет запущен вновь, пока неизвестно.

Европейские реакторы вроде бы слегка увеличили производство, однако вчера на ежегодное техническое обслуживание был остановлен голландский реактор High Flux Reactor Petten. В августе он будет запущен снова, но в следующем году планируется его остановка на полгода для ремонта деформированных труб системы охлаждения.

Сейчас ситуация еще не катастрофична -- производство молибдена-99 сократилось примерно втрое и радиодиагностические процедуры приходится заменять какими-то иными лишь для тех пациентов, для которых это не критично. Но встречается утверждение, что если производство упадет в пять раз по сравнению с исходным уровнем, молибдена уже будет не хватать для критически важных случаев.

Сейчас срочно ищутся пути выхода из этого кризиса -- как локально, на 2009 год, так и в перспективе на последующие годы. Главная проблема тут уже не техническая, а скорее политическая. Все пять реакторов используют обогащенный уран-235. В результате проекты по созданию новых центров по производству молибдена-99 по этой технологии неизбежно утыкаются в вопросы ядерной безопасности (террористы, бомбы и т.д.). Та же Канада зарубила в прошлом году проект нового реактора MAPLE по причине того, что обеспечение безопасности обойдется в слишком большую сумму. Этот реактор целиком покрывал бы весь нынешний мировой спрос этого изотопа (и плюс еще много чего делал бы).

Возможный выход -- использовать иные технологии. Например, использовать необогащенный уран (такой реактор, OPAL, работает в Австралии, и США тоже рассматривает сейчас вариант создания такого центра). Еще один вариант -- получать нужный изотоп на ускорителях, облучением мишени пучком электронов. Но у такой технологии слишком малый выход продукта.

По поводу ситуации в России есть два интересных интервью.

Некоторые ссылки:

7 комментариев:

  1. Анонимный20/7/09 08:41

    Очень интересно, Игорь.
    На мой взгляд, вопрос террористических угроз во многом сейчас раздут для создания образа неуловимого врага в глазах народа и очень плохо, что механизмы массовой стабилизации общества может вот так сказываться на нуждающихся людях.
    Ещё одно следствие из этого всего -- это удорожание этих процедур. Что в результате ведёт к тому, что помощь получают не нуждающиеся, а те, кто может себе это позволить.

    ОтветитьУдалить
  2. Ну, помощь и так получают далеко не все нуждающиеся. Десятки тысяч долларов, потраченные проведение сложной операции в западной клинике и в результате на спасение одного человека, эквивалентны спасению сотен африканцев от смерти от отсутствия питьевой воды.

    Насчет раздутия угроз -- ну для обычного человека действительно выглядит раздутым, но как на самом деле -- я не знаю.

    ОтветитьУдалить
  3. Совершенно не ясно почему сам реактор должен быть на обогащенном уране. Реактор может быть любым, важно что мишень лучше делать из обогащенного урана. И нет смысла делать мишень существенно больше, чем то, что можно переработать за неделю и нет смысла облучать мишень дольше недели. И меня терзают смутные сомнения, что они за такое краткое время перерабатывают больше единиц килограммов топлива. А на полноценную бомбу надо около 50кило обогащенного урана. Как итог, не ясно что мешает наладить такое производство на обычном реакторе, где маленькая мишень не являлась бы основной рабочей деталью самого реактора и не являлась бы достаточной для бомбы, но эту мишень можно было бы успеть переработать каждый второй день.

    ОтветитьУдалить
  4. Вот куда надо вкладывать деньги!))

    ОтветитьУдалить
  5. Анонимный7/8/09 08:22

    При компьютерной томографии (в России, в частности) используют "для контраста" преператы йода. Медики утверждают, что именно из-за этих препаратов диагностика так дорога.
    Интересно было бы узнать цепочку изготовления этих йодовых препрато, по аналогии тому, что описал автор поста.

    ОтветитьУдалить
  6. Анонимный24/3/10 16:18

    Эту дозу надо каждый день принимать, или ее цена угрожает только госмедицине и африке? :)

    Price for a Tc-99m dose in 2008: about $11.00 per dose of Tc-99m sodium pertechnetate, with a price variation of over ± 20 percent based on the information that was available to the committee.

    ОтветитьУдалить
  7. ГРИША18/1/14 17:05

    Может стоит производить молибден на ускорителях? Но, он наверно при этом здорово подорожает.

    ОтветитьУдалить