85 år efter, at cyclotronen først blev patenteret, ser videnskaben et frisk blik på atomknuseren som en potentiel producent af den radioaktive isotop, der hjælper læger med at diagnosticere millioner af patienter over hele verden hvert år.
Relateret indhold
- Blot måneder efter dens opdagelse var røntgenstrålen i brug i krig
- Den underlige historie om Westinghouse Atom Smasher
- Inde i teknologien, der kan forvandle din smartphone til en personlig læge
Cyklotronen blev patenteret denne dag i 1934 af Ernest Lawrence, en professor ved University of California i Berkeley. Fysikeren tog med sig en Nobelpris fra 1939 for sin opfindelse, hvis største betydning i Nobelkomitéens ord var "produktionen af kunstigt radioaktive stoffer."
"Lawrence's første cyclotron, alle med en diameter på 4 inches, var lille nok til at holde i den ene hånd, " skriver Science & Technology Review . "Dette lille apparater af messing og tætningsvoks, som koster omkring $ 25 at bygge, accelererede brintmolekylære ioner til 80.000 volt."
Gennemgangen er kørt ud af Lawrence Livermore National Laboratory. Laboratoriet blev navngivet til ære for Lawrence's prestigefyldte karriere, der for det meste udfoldede sig i "Golden Age of Particle Physics", som Lawrence's arbejde hjalp med til at indlede.
I dette klima hjalp eksperimenter med cyclotron hurtigt forskere med at opdage mange af de radioisotoper, der anvendes i nuklearmedicin i dag, herunder technetium-99, der ofte kaldes ”arbejdshesten for nuklearmedicin” på grund af hvor mange steder det bruges. En læge indsprøjter en lille mængde radioaktiv isotop i en patients krop. Isotopen absorberes af patientens krop og opsamles derefter af scannere, der detekterer stråling. På denne måde kan technetium-99 bruges til at se inde i folks krop i procedurer fra hjertestresstest til knoglescanninger. Dens korte halveringstid (kun seks timer) betyder, at den hurtigt forsvinder fra kroppen.
Men i resten af det tyvende århundrede blev isotoperne, der først blev produceret ved hjælp af den enkle cyclotron, fremstillet på uran-drevne atomreaktorer. Alt dette begyndte at ændre sig i slutningen af 2000'erne, da de aldrende reaktorer, der producerede technetium-99, oplevede tekniske problemer, og den globale medicinske forsyning af et vigtigt diagnostisk værktøj blev truet. Lederen af en af disse reaktorer fortalte Richard Van Noorden for Nature, at det var "den isotopækvivalent med en strømafbrydelse."
Mange hospitaler var ude af technetium-99 i uger, skrev Van Noorden. Og det var kun første gang. ”Nedbruddet gjorde det smerteligt klart, at verdens forsyningskæde til medicinsk-isotop var farligt skrøbelig, idet han i høj grad var afhængig af fire regeringssubsidierede reaktorer, der blev bygget i 1950'erne og 1960'erne, ” skrev han. Og nu, når Nordamerikas eneste isotopproducerende reaktor har standset produktionen, er udbuddet mere truet end nogensinde.
Under denne igangværende krise foreslog nogle en løsning, der involverede at gå tilbage til begyndelsen: cyclotronen. En løsning opstod i Canada, hvis Chalk River-reaktor er en af de største globale producenter af technetium-99. Forskere overalt i landet har samarbejdet om pilotprojekter, der bruger lokale cyklotroner til at fremstille de medicinske isotoper, der tidligere blev produceret centralt ved reaktoren, men teknologien til at fremstille isotoperne i store nok mængder til det medicinske samfund er endnu ikke fuldt klar.
Nogle hospitaler over hele verden har i øjeblikket medicinske cyklotroner, men de udfører andre opgaver inden for nuklearmedicin og kan ikke producere technetium-99.
TRIUMF, University of British Columbia-baserede laboratorium, der fører anklagen, argumenterer på sin hjemmeside, at innovationen faktisk er en forbedring af det nuværende system, fordi det skærer ned på affald. Technetium-99 har kun en halv times levetid på seks timer, så meget af det "ender med at blive spildt, når det nedbrydes under overførsel fra vidtgående reaktorer til farmaceutiske virksomheder til hospitaler, " lyder webstedet. Installation af lokale cyclotroner til produktion af technetium-99 mindsker affaldet og vil gøre medicinske isotopprocedurer billigere, ifølge webstedet.
Tænk på deres forslag som 100-mils diæt, bare til medicinske isotoper.
