Odborně-vzdělávací a zpravodajský portál z oblasti strojírenství a navazujících oborů
Články >> Reaktor Argus-M - fénix jaderné medicíny
Chcete dostávat MM Průmyslové spektrum ZDARMA až do Vaší schránky? Více informací zde.

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.


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/

Další články

Strojírenství v lékařství
Zajímavosti ve vědě a technice

Komentáře

Nebyly nalezeny žádné příspěvky














Sledujte nás na sociálních sítích: