Témata
Reklama

Reaktor Argus-M - fénix jaderné medicíny

Díky stárnutí jaderných reaktorů, které produkují nejpoužívanější radiofarmaka, dochází k obnovení zájmu o polozapomenutý typ reaktorů, které mají palivo rozpuštěné ve vodě. Ruská korporace Rosatom vstupuje na mezinárodní trh s reaktory Argus-M.

Molybden 99 v jaderné medicíně

Současná medicína používá radionuklidy při diagnostice a terapii celé řady onemocnění, ať už onkologických, kardiologických, nebo neurologických. Nejpoužívanějším radionuklidem v lékařství je technecium 99m, které vzniká rozpadem molybdenu 99. Ročně se tento izotop po celém světě použije při desítkách milionů diagnostických zákroků – jde přibližně o 70 % onkologických diagnostických zákroků a o 50 % kardiologických vyšetření.

Technecium 99m vzniká z molybdenu 99, který se produkuje pomocí různých technologií, nejčastěji ozařováním uranových terčů ve výzkumných reaktorech. V tomto případě molybden 99 vzniká jako jeden z produktů rozpadu uranu 235.

Problémem, který neustále nabývá na významu, je stárnutí infrastruktury pro produkci molybdenu 99. Reaktorů, které se pro tento účel používají, není mnoho, nejsou nejmladší a nevznikají nové. Přesněji řečeno drtivou většinu světové produkce zajišťuje pět reaktorů a všechny již oslavily svou padesátku. V Evropě je hlavním producentem molybdenu 99 reaktor HFR v Pettenu, který zajišťuje zhruba 30 % světové produkce. Pro případ výpadku některého z této pětice reaktorů jsou v záloze další výzkumné reaktory a v minulosti zaskakoval například LVR-15 z Řeže u Prahy.

Z tohoto důvodu nejsou nové projekty reaktorů pro produkci lékařských radionuklidů aktuální jen v rozvojových zemích, kde se jaderná medicína teprve zavádí, ale také v rozvinutých zemích.

Reklama
Reklama
Ukázka molybdenu 99

Uranový fénix – reaktor Argus-M

Z výše uvedených důvodů výrazně vzrostl zájem o reaktory AHR (z angl. aqueous homogeneous reactors), které jsou vhodné pro efektivnější a levnější produkci molybdenu 99 a dalších lékařských radionuklidů.

Celkově bylo ve světě postaveno třicet těchto reaktorů a do dnešních dní zůstalo v provozu jen pět. Jde o částečně zapomenutý typ reaktorů, který však má historii sahající až do 50. let minulého století, tedy do počátků mírového využívání jaderné energie. K jejich hlavním výhodám patří inherentní bezpečnost, snadné řízení výkonu a možnost kontinuálně odebírat produkty z cirkulujícího paliva. Díky tomu skýtají veliký potenciál pro produkci lékařských radionuklidů a několik společností připravuje své komerční projekty. Jedním z nich je Argus-M vyvíjený Rosatomem na základě reaktoru Argus, který je v provozu od roku 1981.

Model reaktoru Argus

Reaktor Argus-M má výkon 50 kW a představuje jej hermetická nádoba, do níž se nalévá palivo v podobě vodného roztoku síranu uranylu (UO2SО4).

Nízkoobohacené palivo (stupeň obohacení nižší než 20 %) je tedy rovnoměrně rozprostřeno v celém prostoru reaktoru a zapojeno do procesu rozpadu uranu a vzniku molybdenu 99.

Vizualizace reaktoru Argus-M

Řízení reaktoru usnadňuje jeho vysoká míra inherentní bezpečnosti, tzn. pokud vzroste reaktivita, vzroste i teplota a tlak, které naopak vedou k poklesu reaktivity. Jedinečností reaktorů AHR je velmi velký nárůst reaktivity, který dokážou bezpečně zvládnout. V praxi to znamená, že při mimořádné události se reaktor sám odstaví jak díky automatickému systému ochrany, tak díky inherentní ochraně vycházející z principů jeho provozu. I díky tomu jsou reaktory AHR označovány za jedny z nejbezpečnějších na světě. Zóna havarijního plánování díky tomu dosahuje jen 50 metrů od reaktoru, takže je možné jej postavit i blízko k lidským sídlům.

V reaktorech AHR je palivo rovnoměrně rozprostřeno a slouží zároveň jako ozařovací terč, takže uran může být využit v maximální možné míře a méně uranu je spalováno na odpad. Pokud vztáhneme produkci radionuklidů na 1 kW výkonu, jsou reaktory AHR o dva řády výkonnější než heterogenní reaktory. Proto je objem produkce reaktoru Argus-M srovnatelný s reaktory, které mají tepelný výkon v řádu MW.

Kromě efektivity využití paliva je důležitá také čistota produkovaných radionuklidů. Analýza provedená belgickým ústavem National Institute of Radioactive Elements ukázala výjimečnou radiochemickou čistotu molybdenu 99 vyprodukovaného reaktorem Argus. Obsah nečistot byl nižší než povolená hranice o dva až čtyři řády.
Demonstrační reaktor Argus-M vznikne na území Ruska a jeho spuštění je plánováno na rok 2018.

sommerova@esscom.cz

http://www.rosatom.ru/en/

Reklama
Související články
Letem technickým světem VI

Každý den nás překvapuje zprávami z vědeckotechnické sféry, která je nám sice ve své podstatě blízká, ale přesto někdy v detailech vzdálená, protože stačíme sledovat jen svůj obor. V tomto letošním seriálu stíráme hranice úzkého zaměřeni a zlehka se dotkneme překvapivých novinek odjinud. Kdo chce vědět víc, snadno si podrobnosti najde.

Atraktivní projekty: Sluneční ostrovy plné krás…

Snad jen o letní dovolené na mořské pláži mohou napadnout architekty a konstruktéry myšlenky na plující ostrovy poháněné sluneční energií.

Made in Česko – Vítěz nad infekcí i trápením

„Chytré hlavičky, zlaté ručičky, to jsou čeští inženýři...“ Tak zní slova z opery jednoho našeho nejmenovaného národního velikána. O tom, že my, Češi, máme neuvěřitelnou invenci, nás mohou přesvědčit významné originální české patenty. V tomto případě z oblasti medicíny, kde jedním z nich je unikátní urinární katetr, který vyvinul se svým týmem MUDr. Miroslav Svoboda ze společnosti Riocath Global v úzké spolupráci s Ing. Vítem Pokorným z Ústavu organické chemie a biochemie AV ČR

Související články
Lasery v Leibingerově nadaci 2014

Koncem letošního září se opět po dvou letech udílely v rámci Leibingerovy nadace, o které se v našem časopise pravidelně zmiňujeme, ceny za vybrané vynikající výsledky dosažené v různých oblastech využití laserů a laserových technologií. Tři ceny inovace, dotované částkou třicet, dvacet a deset tisíc eur, by měly obsáhnout co nejširší sféru uplatnění laseru, a to nejen v průmyslu, ale i v jiných oborech lidské činnosti.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Technické textilie: Je libo šaty z mléka?

V polovině letošního června se na frankfurtském výstavišti konal mezinárodní veletrh technických a netkaných textilií Techtextil. Organizátoři zaznamenali oproti minulým ročníkům vyšší počet vystavovatelů, který přilákal i více návštěvníků. To umožnilo Techtextilu upevnit si postavení přední světové události v tomto odvětví a přesvědčit návštěvníky, že vyspělé textilie a technologie jsou stále na vzestupu. Již podruhé souběžně s ním probíhal veletrh vyspělých technologií, textilních strojů a IT procesů Texprocess.

Platforma pro kolaborativní návrh i výrobu

Každoroční uživatelské setkání společnosti Dessault Systèmes dostalo nové jméno 3DExperience World. Jde o pokračování pravidelné konference Solidworks World pro uživatele softwarových nástrojů Solidworks. Nové jméno odráží nový ekosystém tvořený celou řadou inovativních řešení od společnosti Dassault Systèmes. Akce 3DExperience World 2020 se konala začátkem února v americkém Nashvillu ve státě Tennessee a účastnilo se jí na 6 000 konstruktérů, inženýrů a prodejců z celého světa.

Trubičky, které zachraňují životy

Společnost ELLA-CS se zaměřuje na vývoj a výrobu originálních zdravotních prostředků, tzv. stentů. Tato ryze česká společnost funguje bez jakéhokoliv zahraničního kapitálu a má zastoupení v téměř 50 zemích po celém světě.

Stroje pro to nejcennější

Než před 40 lety Fran Phillips založil svou firmu, pracoval jako samostatný obráběč - zručný kluk s frézkou a soustruhem v éře vesmírných závodů, kdy NASA velkoryse proměnila slib prezidenta J. F. Kennedyho v realitu, z čehož mohla těžit každá schopná obráběcí dílna v zemi. Jedna ze součástí, které tehdy Fran vyrobil, se stále nachází na Měsíci, přesně tam, kde ji astronauti z lodi Apollo zanechali. Oproti tomu jedna ze součástí, které vyráběl nedávno - stejně špatně dostupná, ale mnohem blíže domovu - je přesně a natrvalo usazena v jeho vlastní páteři. Stejně jako tisíce dalších pacientů z celého světa i Fran Phillips žije s implantátem vyrobeným na CNC obráběcích strojích Haas ve městě Elmwood v americkém státě New Jersey, kde sídlí firma Phillips Precision Medicraft (PPM).

Kostní implantáty na míru - prodlužme si mládí

Žijeme v době, ve které se stává úprava nebo výměna "běžných" částí těla či závažnějších orgánů běžnou realitou a finančně dostupnou pro stále širší populaci. Tyto technologie jsou dnes používané díky prudkému rozvoji výpočetní techniky, zobrazovacích a simulačních programů, moderních materiálů a nových výrobních technologií.

Revoluční 3D laparoskopie vstupuje do chirurgie

Už jsme si zvykli, že 3D technologie jsou všude kolem nás a postupně pronikají snad do všech oblastí zábavního průmyslu. S jejich praktickým využitím se však setkáváme spíše výjimečně, přitom v řadě oborů může mít tato technologie převratné výsledky. Přesně to se potvrzuje v případě nejnovějšího 3D laparoskopického přístroje EinsteinVision společnosti B. Braun, která na jeho vývoji pracovala řadu let.

Výroba v čistém prostředí

Nejdůležitějším materiálem při výrobě zdravotnické techniky jsou dnes plasty, které zaujímají 45 % podíl, přičemž nejdražší materiály (např. pro implantáty) se používají jen minimálně.

Kde nalezneme plasty v medicíně?

Plasty obklopují člověka na každém kroku a plastové výrobky používané v medicíně nejsou výjimkou, ale nutností. Jejich podíl na spotřebě materiálů v tomto oboru dosahuje necelých padesáti procent, což je více než v jiných aplikačních sektorech.

Biokompatibilní materiály

Na začátku každé technické aplikace směřující k vylepšení kvality života pacientů je dlouhý a náročný vývoj. Celý multidisciplinární proces spočívá v hledání vhodných hmot, konstrukčního uspořádání i lékařských postupů.

Stroje v pohybu – Vrtulník na Marsu

Vědci a technici z amerického Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA) právě řídí jednu z nejnáročnějších operací v dějinách kosmonautiky. Expedice Mars 2020 hledá známky bývalého života na sousední planetě. Kromě pojízdné laboratoře je na Marsu také první stroj, který létá vlastní silou na jiné planetě, než je Země.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit