Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı,TAEK Nükleer Tıpta Kullanılan 61,64,67 Cu Radyoizotoplarının Üretimi için (p,α) Reaksiyon Tesir Kesiti S.Akça, E.Tel, A.Kara, A.Aydın Çukurova Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü sakca@cu.edu.tr
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK 61,64,67 Cu İzotopları ve Önemi Metalik radyoizotoplarla etiketlenen radyofarmasötiklerin kullanımına olan ilgi son yıllarda artmaktadır. Bakır (Cu) radyoizotopların özellikle pozitron yayınlama özellikleri nedeniyle hem tanısal görüntülemede hem de radyasyon tedavisinde kullanılmasına ilişkin geniş çapta araştırmalar yapılmaktadır. 2
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK Bu izotoplardan 64 Cu ( t 1/2 =12.7 h) teşhis ve tedavi uygulamalarına sahipken, 61 Cu(t 1/2 =3.33 h) ve 67 Cu(t 1/2 =61.9 h) teşhis radyoizotopu olarak beyin ve kalbin yanısıra tümörün yapısındaki dokunun ve kan akışının görüntülenmesinde kullanılır. 3
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK 64 Cu radyoizotopu hem β - hem de β + yayınlaması özelliğiyle tümörlerin hedeflendiği radyoterapide(ışın tedavisi) ve PET görüntülemede radyofarmasötiklerin büyük bir kısmının etiketlenmesi için uygundur. 4
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK 61,64,67 Cu radyoizotoplarının parçacık giriş reaksiyonları ile üretimine ilişkin pek çok araştırma yapılmıştır: o 2006 yılında K.Abbas ve ark. 64 Zn hedefini döteronlarla ışınlayarak 64 Cu radyoizotopu üretmişlerdir. o 2009 yılında R.A. Rebeles ve ark. 64 Cu üretimi için 64 Ni(p,n) reaksiyonunun uyarılma fonksiyonunu deneysel olarak çalışmışlardır 5
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK L. Daraban ve ark. o 2008 yılında 64 Zn(d,2p) 64 Cu ve 64 Zn(d,αn) 61 Cu döteron giriş reaksiyonlarının uyarılma fonksiyonlarını deneysel olarak çalışmışlardır o 2009 yılında 64 Cu üretimi için 64 Ni(d,2n) reaksiyonunun uyarılma fonksiyonu üzerine çalışma yapmışlardır 6
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK Mevcut çalışmada; Bir proton hızlandırıcı ile söz konusu Cu izotoplarının üretilebilmesi için 1-30 MeV proton gelme enerjilerinde 64 Zn(p,α) 61 Cu 67 Zn(p,α) 64 Cu 70 Zn(p,α) 67 Cu reaksiyonlarının uyarılma fonksiyonları incelendi. 7
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK Mevcut çalışmada; Tel ve ark.(2010) tarafından geliştirilen yeni yarı deneysel tesir kesiti formülleri kullanılarak 17. 9 MeV de (p,α) reaksiyon tesir kesitleri hesaplanmıştır Denge ve denge öncesi reaksiyon modellerini içinde barındıran program kodları kullanılmıştır (NEA DATA BANK) 8
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK Proton giriş reaksiyonlarına ait deneysel tesir kesitleri ise NNDC(National Nuclear Data Center) nin, CSISRS/ EXFOR kütüphanelerinden elde edilmiştir Yeni geliştirilen yarı deneysel tesir kesiti sonuçları ve modellerle yapılan hesaplama sonuçları mevcut deneysel tesir kesiti değerleriyle karşılaştırılmıştır 9
10
11
Ulusal Proton Hızlandırıcıları Çalıştayı TAEK 17.9 MeV enerjide yeni katsayılı (p,α ) tesir kesiti formülü: çift-z, çift-n σ p, α ) = 0.067Z 2( A1 / + 1)exp 29. 32s ( 3 çift-z, tek-n σ p, α ) = 1.83Z 2( A1 / + 1)exp 54. 62s ( 3 12 s=(n-z)/a
13
14
15
SONUÇ Tel ve ark. tarafından yeni geliştirilen 17.9 MeV enerjide (p,α) reaksiyon tesir kesiti değerleri 61 Cu ve 64 Cu radyoizotop üretim reaksiyonlarında deneysel değerlerle iyi bir uyum içindedir 25<Z<35 ve 60<A<70 olan pek çok çekirdek 15-20 MeV lik proton bombardımanı sonucu tıp ve teknoloji gibi alanlarda radyoizotop üretiminde kullanılabilir. Maksimum üretimin gerçekleştiğini söyleyebileceğimiz kesin bir gelme enerjisi değeri yoktur.ancak belirli bir enerji aralığından bahsedebiliriz 16
REFERANSLAR 1. M. Sadeghi et al., Nuclear model calculation for cyclotron production of 61Cu as a PET imaging. J Radioanal Nucl Chem (2012) 292:777 783 2.J.S. Lewis et al., 2002. Delineation of hypoxiain canine- myocardium using PET and copper(ii)-diacetyl-bis(n(4)-methylthiosemicar- bazone. J. Nucl. Med. 38, 1155. 3. M. A. Hassanein et al., 2006. Separation of carrier-free 64,67Cu radionuclides from irradiated zinc targets using 6-tungstocerate(IV) gel matrix. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 269, No.1,75 80 4.Y. Yoshii et al.,2011.internal radiotherapy with copper-64-diacetyl-bis (N4- methylthiosemicarbazone) reduces CD133þ highly tumorigenic cells and metastatic ability of mouse colon carcinoma. Nucl. Med.Biol.38,151 157. 5.P.J. Blower et al., 1996. Copper radionuclides and radiopharmaceuticals In nuclear medicine. Nucl. Med. Biol. 23, 957. 6. HeatherAnnWilliam et al.,2005. A comparison of PET imaging characteristics of various copper. Radioisotopes,Eur J Nucl Med Mol Imaging, 32:1473 1480 7. E. Tel, A. Aydın, E.G. Aydın, A. Kaplan, O. Yavas and İ. Reyhancan, 2010. Pramana- J. Phys. 74, 931-943 8.E. Tel, E.G.Aydın, A.Aydın, A.Kaplan,M.H.Bolukdemir, S. Okuducu, 2010. Phys. Atom. Nucl. 73, 412 419 9. EXFOR/CSISRS, 2012. Brookhaven National Laboratory, National Nuclear Data Center, http://www.nndc.bnl.gov/exfor/exfor00.htm 17
TEŞEKKÜRLER 18