Cyclotronproduktion

Die Cyclotronproduktion bezeichnet die Herstellung radioaktiver Nuklide mithilfe eines Zyklotrons, eines Teilchenbeschleunigers, der geladene Teilchen durch ein starkes Magnetfeld in eine spiralförmige Flugbahn lenkt und mittels Hochfrequenzfeldern beschleunigt. Das Strahlziel wird mit Protonen oder Deuteronen bombardiert, wodurch nukleare Reaktionen ausgelöst werden, aus denen Radioisotope entstehen. Cyclotronen ermöglichen die on-site oder dezentralisierte Herstellung radioaktiver Nuklide, vor allem für die Positronen-Imaging-Technik (PET).

Funktionsprinzip und Produktionsfluss: In einem Zyklotron werden Ionen aus einer Quelle erzeugt und auf hohe Geschwindigkeit gebracht. Der sich drehende Strahl wird durch Sammeltanks oder Extraktoren gegen das Zielmaterial gelenkt. Am Ziel treten Reaktionen wie (p,n), (p,2n oder (p,α) auf, wodurch radioaktive Nuklide entstehen. Die erzeugten Radionuklide müssen oft chemisch getrennt und in Form geeigneter Radiopharmaka oder anderer Anwendungen weiterverarbeitet werden. Die Halbwertszeiten vieler PET-Isotope erfordern eine enge zeitliche Abstimmung zwischen Herstellung, Prüfung und Transport.

Typische Nuklide und Reaktionen: Zu den wichtigsten PET-Isotopen zählt F-18, erzeugt durch O-18(p,n)F-18. Weitere häufig hergestellte Isotope umfassen C-11, N-13 und andere über (p,n)-, (p,α)- oder ähnliche Reaktionen. Zielmaterialien sind in der Regel ferne Formulierungen stabiler Verbindungen oder Bindemittel, die nach der Produktion weiterverarbeitet werden.

Anwendungen, Qualitätssicherung und Regulierung: Hauptanwendungsbereich ist die klinische Bildgebung mit PET sowie die Radiopharmaka-Herstellung. Nach der Beschleunigung erfolgt eine chemische und radiochemische Aufarbeitung, Reinigung und Qualitätskontrolle, einschließlich Radiochemischer Reinheit und Sterilität. Strahlenschutz, lizenziertes Personal und geltende Vorschriften sichern die sichere Handhabung und den sicheren Betrieb von Zyklotronanlagen.