由226镭生产225锕的方法
阅读说明：本技术 由226镭生产225锕的方法 (By226Production of radium225Process for actinium ) 是由 里卡德·马姆贝克 罗伯托·卡奇乌夫 尼度·拉尔·巴尼克 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：通过质子、氘核或伽马射线在辐照装置(2)中辐照液态～(226)镭靶材,并且在第一萃取装置(6)中从辐照后的液态靶材溶液中萃取所产生的～(225)锕来由～(226)镭生产～(225)锕。然后再次辐照已经去除了～(225)锕的液态靶材溶液以在其中进一步生产～(225)锕。液态靶材溶液优选地在闭合回路(4)中循环通过所述辐照装置,并且在又一个闭合回路(7)中循环通过第一萃取装置(6)。这种方法的优点在于,辐照后的靶材溶液不需要干燥和再溶解以能够将镭与所产生的锕分离,并且不需要进一步的干燥和再溶解步骤用以从分离的镭开始再次生产液态靶材。因此镭靶材可以以更有效和更安全的方式回收,尤其是考虑到由～(226)镭衰变连续产生的氡气。(Irradiating the liquid state in an irradiation device (2) by protons, deuterons or gamma rays 226 The radium target material is irradiated and the generated liquid target material solution is extracted in a first extraction device (6) 225 Derived from actinium 226 Production of radium 225 And (3) actinium. Then irradiate again to remove 225 Liquid target material solution of actinium for further production therein 225 And (3) actinium. The liquid target solution is preferably circulated through the irradiation arrangement in a closed loop (4) and through the first extraction arrangement (6) in a further closed loop (7). The advantage of this method is that the irradiated target solution does not need to be dried and redissolved to be able to separate radium from the generated actinium, and that no further drying and redissolving steps are needed to produce a liquid again starting from the separated radiumAnd (3) a phase target material. The radium target material can thus be recovered in a more efficient and safer way, especially in view of the fact that 226 Radon gas is continuously generated by the decay of radium.)
技术领域
本发明涉及一种由226镭生产225锕的方法，其中，提供含有226镭的液态靶材溶液，其中在辐照装置中辐照所述液态靶材溶液以从其中含有的226镭开始在液态靶材溶液中生产225锕；并且将至少部分所产生的225锕与剩余的226Ra分离。
背景技术
225锕是一种有趣的放射性核素，可用于癌症治疗。225锕是一种放射α射线的放射性同位素，半衰期为10天。它可以用作放射免疫治疗的试剂。由于α粒子发射器密集的电离辐射，其是对单种癌细胞和微转移病灶进行致命照射的有希望的照射源。α粒子对放射免疫治疗应用十分有利，因为它们在软组织中的范围仅限于几个细胞直径。
现有多种可能的方法来生产225锕，但仍然需要一种新的、更安全的生产方法，该方法能够生产满足需求所需数量的225锕。
例如，如US 5 809 394中所公开，225锕可以通过229钍的放射性衰变来生产。这是目前生产用于医疗应用的225Ac的主要方法。该方法使用229Th/225Ra/225Ac发生器(Boll 2005)，其中225Ac是通过来自229Th及其子体225Ra的α衰变的放射性向内生长而不断产生的。该发生器每6-8周产生一次放射化学纯的225Ra和225Ac。225Ac的最大活性受限于发生器中存在的229Th总量。229Th和225Ra/225Ac之间的化学分离通常基于离子交换进行。目前世界上存在三个这样的发生器。ORNL(美国)每年提供高达720mCi的225Ac，据报道，位于俄罗斯奥布宁斯克的物理与动力工程研究所能够提供类似数量的产品，以及欧盟委员会G理事会卡尔斯鲁厄站点维持有一个较小的229Th源，每年能够生产高达350mCi的225Ac。然而，问题在于225Ac的需求已经高于现有发生器的总产量。另一方面，229Th是一种稀有同位素(源自233U)并且在世界上的数量有限。由于233U和229Th的半衰期较长，即使正在研究生产方法(Jost 2013)，229Th的库存也不太可能显著增加。
另一种生产225锕的方法包括通过质子或氘核辐照232钍靶材来生产225Ac。该方法基于制造厚232Th金属靶材(天然Th)，所述靶材使用中能质子或氘核(24-50MeV)(Morgenstern2006)通过回旋加速器或中到高能质子(>80MeV)在加速器设施(Ermalaev 2012，Weidner2012)中进行辐照。使用中能质子或氘核，225Ac的产生基于232Th(p,4n)229Pa和232Th(d,5n)229Pa，随后以较低产率0.48％通过β+衰变成同位素纯的225Ac。所需的质子和氘核能量在现今商业化的回旋加速器的范围内，但需要非常高的电流才能产生有利的产率。通过高能质子的232Th(p,x)反应直接产生225Ac不是仅对生产225Ac灵敏，而且会产生具有类似高截面的相邻同位素。事实上，Ci水平的225Ac可以由高能质子在一周的辐照中产生(Ermolaev 2012，Griswold 2016)，尽管直接治疗使用可能会受到同时产生的227Ac的阻碍，其中，该227Ac是一种长寿命(27年)的α射线发射体(Ermolaev 2012)，以活性比227Ac/225Ac＝0.2％产生(Griswold 2016)。由于辐照后存在复杂的同位素混合物，从受辐照的钍靶材中化学分离锕是相当复杂的，通常基于一系列离子交换柱进行。如果有必要，从227Ac中分离纯化225Ac是同位素分离，不能用普通的化学方法完成。这需要高度复杂的质量分离，可以在辐照过程中在线进行(ISOLDE)。所需的质子电流(>100uA)和高质子能量(90-200MeV)超出了当前商业化的回旋加速器的范围。事实上，世界上能够产生具有所需强度的中到高能质子的加速器设施数量有限(Zhuikov 2011)。能够在线进行同位素分离的就更少了。
例如在EP 0 752 709 B1和EP 0 962 942 B1中公开生产225锕的另一种方法，包括通过226Ra的质子或氘核辐照生产225Ac。该方法基于制造226Ra的薄固态靶材，将所述固态靶材放置在气密水冷靶架中并用质子(Koch 1999，Apostolidis 2004)或氘核(Abbas 2004)进行辐照。将化学分离225Ac后，剩余的226Ra再加工并回收用于生产新靶材，从而结束镭辐照循环。该辐照方法在回旋加速器辐照试验中得到了成功证明，在此试验中产生了mCi水平的225Ac。对于226Ra(p,2n)225Ac反应，在16.8MeV质子下可以出现0.71mb的截面，并且通过靶材溶解和化学分离进一步证明，225Ac产物具有与229Th/226Ra/225Ac发生器产生的225Ac相同的高放射化学质量。(Apostolidis 2005)。
然而，由于226Ra溶液的复杂处理，该方法的进一步开发和论证停止了。226Ra是一种寿命相当长的α射线发射体，具有很强的放射性，即使使用相对较少的量也需要屏蔽。然而，主要问题是在226Ra的α衰变中直接产生的222Rn(氡)的存在。事实上，如果没有持续地分离和去除氡，226Ra和222Rn将在几周后达到放射性平衡，其中它们将具有相同的活性水平。氡(222Rn)是一种惰性气体，因此非常难以控制，由此带来严重的问题。因此，处理大量226Ra需要低压屏蔽设施，例如具有大通风量的热室和手套箱，以及非常仔细和深思熟虑的处理方法，以最大限度地减少镭污染和/或氡排放。固态辐照后的226Ra靶材的溶解、225Ac的化学纯化和226Ra的再处理以及靶材的生产都是开放的过程，这使得整个过程对氡排放敏感。
由于辐照通常在热室/手套箱外进行，靶材的处理在这样的过程中尤其重要。装载后的靶材必须无污染且气密。靶材和薄靶窗的水冷对于所使用的质子电流来讲必须是优化的，以避免靶材失效。这种方法的一大优点是可以使用用于通过质子辐射生产PET同位素的商业化的回旋加速器。它们能够以合适的电流提供优化的质子能量。然而，由于上述缺点，这种引人关注的225Ac生产方法的进一步发展停止了。
例如在US 2002/0094056 A1中公开了另一种生产225锕的方法，然而这种方法具有与前述生产方法相同的缺点。该方法在于通过用中子或高强度伽马射线(在US 2002/0094056 A1中通过电子束来实现，其中使用转化材料将该电子束转化成伽马射线)辐射226Ra来生产225Ac。它利用226Ra的(y,n)或(n,2n)反应来产生225Ra，其中，225Ra衰变成225Ac。光子反应(y,n)利用硬伽马射线强场，该硬伽马射线强场在电子加速器中作为轫致辐射产生，而中子则在快反应堆中产生或通过加速器设施中的散裂源产生。使用18MV直线、线性(医疗)加速器由226Ra生产225Ac，但截面太小而无法实际使用(Melville 2007)。在后续工作中描述了，更强烈的加速器辐照更大量的226Ra是可行的方法(Melville 2009)。在镭的处理方面，这种生产方法与固态Ra靶材的质子辐照具有相同的缺点。226Ra靶材确实必须通过制造、辐照、溶解、分离锕产物和重新加工镭以生产新的靶。很可能需要非常大(数十克或更多)的226Ra靶材，但与质子辐照相比，靶材技术和辐照在技术上可能更容易实现，因为散热不是问题，并且靶窗不必是薄的。尽管如此，光子或中子反应将需要大型设施，如核反应堆、高强度直线加速器或同步加速器，才能达到合适的生产水平。
综上所述，目前的225Ac作为229Th的衰变产物的生产方法不容易增加或扩大规模以满足未来的治疗需求。锕可以在商业化可用的回旋加速器中通过(p,2n)反应辐照镭来生产。然而，由于其子体氡，226Ra的处理非常具有挑战性。建议的技术基于固体靶材的回旋加速器(质子或氘核)或同步加速器(伽马)辐照，且需要靶材制造、辐照、靶材溶解、锕分离，以及最后将Ra再加工成新的固体靶材以结束循环。在使用带电粒子(质子、氘核)辐照时，靶材和薄靶窗的散热(冷却)限制了粒子电流，从而限制了生产能力。在这样的过程中，氡排放将被持续关注。对于(y,n)反应，靶窗将不会受到限制，但这样的过程可能需要大量至很大量的226Ra和电子加速器设施。很可能，基于232Th的高能质子辐照的方法需要基于质量分离的高度复杂的同位素分离方法以去除227Ac。
根据本发明的方法使用含有226镭溶液的液态靶材。在US 2002/0094056 A1中公开了这种液态靶材的使用。在该已知方法中，226Ra通过伽马辐照转化为225Ra，225Ra的半衰期为14.8天，因此随后225Ra转化为225Ac。226Ra到225Ra的转化是通过将电子引导至产生光子的转化材料来实现的。226Ra涂覆在转化材料上，但它也可以以溶液形式在转化材料上流动和循环，直到产生足够的产品。226Ra溶液也可以装在石英瓶中并进行辐照。
以226Ra溶液作为靶材的优点是足够大量的226Ra可用并且不需要生产和溶解固态靶材。然而，所产生的225Ac的分离和纯化仍然存在放射性226Ra和由此连续产生的氡的处理问题。在US 2002/0094056 A1公开的方法中，液态靶材实际上由226镭氯化物的溶液形成。该溶液的浓度可为约0.5至约1.5摩尔，例如约1摩尔的浓度。在辐照约10至约30天，例如约20天后，溶液中含有226Ra以及溶液中产生的少量225Ra和225Ac。为了能够分离226Ra和225Ra以及所生产的225Ac，辐照后的溶液必须被干燥并且干燥后的材料必须重新溶解在0.03MHNO3溶液中。该溶液通过离子交换柱，尤其是树脂色谱柱(Eichrom Industries,Inc.,Darien,III.)。226Ra和225Ra通过树脂柱，而225Ac保留在树脂柱上。随后使用0.35M HNO3从柱中洗脱结合的225Ac。
尽管在US 2002/0094056 A1中没有公开，226Ra和225Ra可以重新用作靶材。由于靶材为氯化物形式，这些镭同位素的再利用需要蒸发HNO3溶剂，并将得到的干材料再次重新溶解在盐酸中，以获得液态靶材的镭氯化物溶液。
如上所述，这种方法的问题在于它必须在封闭环境中进行，在该环境中连续产生的氡气被捕获。由于辐照后的靶材溶液的复杂处理以萃取所生产的225Ac和重制含有剩余226Ra的靶材溶液，在从被辐照的靶材中萃取225Ac之前，应该辐照靶材溶液直到其含有足够的225Ac。在US 2002/0094056 A1中公开的方法中，更具体地，辐照液态靶材直到达到最大生产能力，具体地为80％-90％。如此长的辐照时间的缺点在于，225Ac在产生之后已经衰变，使得产生的225Ac在其生产过程中损失了相当一部分。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过辐照含有226Ra的液态靶材，由226Ac生产225Ac的新方法，该方法不需要干燥和再溶解步骤，以能够从镭中分离出所产生的锕，并且不需要进一步的干燥和再溶解步骤，以从所分离的镭开始再次生产液态靶材。因此，该新方法能够在从镭靶材中去除所产生的锕之后，以更有效和更安全的方式回收镭靶材。
为此，根据本发明的方法的特征在于，所述分离步骤包括在第一萃取装置中进行的第一萃取步骤，其中至少部分所述225Ac从液态靶材溶液中萃取，同时226Ra保持在液态靶材溶液中；并且该方法包括进一步的步骤：在所述辐照装置中再次辐照已从其中萃取部分所述225Ac的液态靶材溶液，以从在该液态靶材溶液中包含的226Ra开始在液态靶材溶液中进一步产生225Ac。
在本发明的方法中，液态靶材溶液在辐照装置中被辐照，并且在被辐照之后，将同一靶材溶液提供到第一萃取装置中，在第一萃取装置中，从液态靶材溶液自身中萃取所产生的锕。因此，辐照后的靶材溶液无需干燥或重新溶解。在从辐照后的液态靶材溶液中萃取出锕之后，原样再次辐照液态靶材溶液以在该靶材溶液中进一步产生锕。同样，这里也不需要干燥和再溶解步骤来生产液态靶材。因此，不需要对靶材材料进行任何干燥和再溶解就能结束循环。
由于液态靶材溶液在连续的辐照和萃取步骤中原样使用这一事实，因此不需要干燥和再溶解步骤，因此生产过程可以容易地实现自动化，并且可以容易地避免氡气逸出。
液态靶材溶液可以包含在静态靶体中。然后需要对该静态靶体进行一些操作以在第一萃取装置中将其清空，并再次用已从中萃取出锕的液态靶材溶液填充该静态靶体。液态靶材溶液向第一萃取装置中的转移或反向转移都可以自动化，或者这个单一步骤可以在封闭环境中，例如在热室或手套箱中容易地进行。例如，萃取所产生的锕可以每天一次或每几天进行一次，例如每周一次。
在根据本发明的方法的第一实施方式中，在所述辐照步骤过程中，所述液态靶材溶液在第一闭合回路中循环通过所述辐照装置和热交换器。
在该实施方式中，靶体因此不是静态的，而是动态的靶体。由于靶材溶液在闭合回路中循环，所产生的氡气可以很容易地包含在系统/设备中。该实施方是的优点在于，循环的液态靶材溶液可以容易地冷却，以控制辐照装置中靶材溶液的温度，从而冷却辐照装置，尤其是冷却将靶材溶液与外部隔开的窗口。
当用质子辐照镭靶时，质子束将其能量沉积到靶材溶液中，并且在辐照过程中温度和压力升高。散热效率至关重要，靶体和靶窗必须精确设计以承受辐照条件。由于225Ac与在液态靶材溶液中也是通过回旋加速器产生的例如PET放射性同位素或其他放射性同位素相比具有相对较长的半衰期，并且由于镭盐在水性溶液中的溶解度有限，因此不可避免地必需要较长辐照。为了达到合适的生产水平，应施加尽可能高的质子电流，这会增加靶材的热负荷。然而，由于靶材液体的内部压力和温度增加，封闭体积的液态靶材在热负荷方面受到限制。增加的热负荷在一定程度上可以在设计有内部回流(即热虹吸管设计)的液态靶材中处理，并且对于镭溶液的辐照也有利。然而，从安全角度来看，在处理226Ra时，允许增加靶材温度和压力是有问题的。
为了实现相对高的质子电流，即足够高的生产水平，在该第一实施方式中，靶材优选地采用水冷，并且大部分散热通过靶材溶液自身的外部冷却处理。与静态液态靶材相比，该实施方式允许明显更高的电流和热负荷。再循环的靶材液体将为靶体和靶窗自身提供有效的内部冷却，从而针对靶窗故障提高了安全性。
再循环靶体已经研究用于生产18F(Clarke 2004)，但到目前为止还没有发现常规应用。对于18F的生产，再循环靶体技术确实很复杂，主要是因为所用的18O富集水的溶液体积很小，只有几毫升。这需要极其小型(compact)的再循环回路设计，因此使用这种再循环回路来冷却液态靶材并不是明显的。然而，在本发明的方法中，极其小型的再循环回路设计的问题通过使用更大体积但浓度较低的靶材溶液得以解决，这使得获得了具有用于液体泵送和冷却的标准技术的循环回路设计。尽管考虑到辐照过程的效率，靶材溶液中优选较高的镭浓度，但由于镭盐在水性溶液中的溶解度有限，尤其是当水性溶液中已经含有相对大量以酸的形式存在的阴离子时，仅较低的镭浓度就可以。在本发明的生产方法中使用的总靶材溶液体积尤其大于10mL，更尤其大于20mL，甚至更尤其大于30mL，并且甚至可以大于40mL。总靶材溶液体积也决定了分离柱的尺寸，因此优选地不要太大，并且，例如，小于250mL，优选地小于150mL。靶材溶液中的226Ra的浓度尤其低于1M，更尤其低于0.8M，因此仅需要相对少量的226Ra。226Ra可以通过在靶材溶液中溶解226Ra盐，尤其是226Ra(NO3)2或226RaCl2来获得。尽管与226Ra(NO3)2相比，使用226RaCl2可以获得稍微更高的浓度，但靶材溶液将需要含有更多的盐酸(这会降低226RaCl2盐的溶解度)，以便能够从中萃取锕。因此，226Ra(NO3)2和226RaCl2都不能在靶材溶液中实现较高的镭浓度。尽管只能获得相对低的镭浓度，但是发现根据本发明的方法能够获得足够高的产率。
在根据本发明的方法的第二实施方式中，在所述第一萃取步骤过程中，所述液态靶材溶液在第二闭合回路中循环通过所述第一萃取装置。
同样在该第二实施方式中，在具有用于液体泵送的标准技术的循环回路设计中再次使得靶材溶液再循环。这种情况用于从靶材溶液中萃取所产生的锕。该实施方式的优点在于，由于液态靶材溶液在闭合回路中循环通过第一萃取装置这一事实，产生的氡气可以再次容易地包含在系统/设备内。液态靶材溶液可以再循环通过第一萃取装置不止一次。这样，第一萃取装置可以最大程度地负载锕，尤其是当液态靶材溶液容纳在容器中并且再循环通过该容器和第一萃取装置时。
在根据本发明的方法的第三实施方式中，第三实施方式适用于第一和第二实施方式的组合，在所述辐照步骤过程中，在所述第一闭合回路中，所述液态靶材溶液循环通过容器和所述辐照装置，并且在所述第一萃取步骤过程时，在所述第二闭合回路中，所述液态靶材溶液循环通过所述容器和所述第一萃取装置。
该实施方式的优点在于，液态靶材溶液不必从辐照装置转移到第一萃取装置，反之亦然，而是可以简单地循环通过辐照装置和第一萃取装置。由于在两个闭合回路中进行，因此氡气不会逸出。该实施方式的另一个优点在于，辐照步骤可以在萃取步骤过程中继续进行。换言之，不必中断辐照步骤就能够从靶材溶液中去除所产生的锕。因此可以更频繁地去除所产生的锕，即在其产生后更快地去除，从而减少由于衰变而损失的锕。此外，液态靶材溶液可以再循环通过第一萃取装置不止一次，或者甚至是半连续的，即主要仅在任何洗脱或冲洗步骤时中断。这样，尽管靶材溶液的再循环体积相对较大，并且尽管离开第一萃取装置的靶材溶液与正在供给第一萃取装置的靶材溶液再次混合这一事实，仍可以从靶材溶液中取出最大量的所产生的锕。
在根据本发明的方法的第四实施方式中，在所述辐照步骤过程中进行所述第一萃取步骤。
该实施方式的优点在于，可以最佳地使用辐照装置，因为不必停止辐照过程来萃取所产生的锕。
在根据本发明的方法的第五实施方式中，在从液态靶材溶液中萃取至少部分所述225锕之前，所述液态靶材溶液被辐照少于16天，优选地少于13天，更优选地少于10天，最优选地少于7天。
由于可以容易地从液态靶材溶液中萃取锕，即无需任何干燥和再溶解步骤，因此优选地尽早地将其去除，以减少在辐照步骤过程中，所产生的锕自身衰变。
在根据本发明的方法的第六实施方式中，以暂停时间少于16天，优选地少于13天，更优选地少于10天且最优选地少于7天进行所述第一萃取步骤。
再次，由于锕可以容易地从液态靶材溶液中萃取，即无需任何干燥和再溶解步骤，优选地尽早地将其去除，以减少在辐照步骤过程中所产生的锕自身衰变。
在根据本发明的方法的第七实施方式中，在所述辐照步骤过程中，采用质子或氘核辐照所述液态靶材溶液。
通过质子或氘核，可以直接且有效地由226镭生产225锕。重要的优点在于，可以使用用于通过质子辐照生产PET(Positron-Emission Tomography，正电子发射断层扫描)同位素的商业化回旋加速器。它们能够以合适的电流提供最佳的质子能量，以生产225锕。因此不需要大型设施。
在根据本发明的方法的第八实施方式中，在所述辐照步骤过程中，用γ射线辐照所述液态靶材溶液以通过将226镭转化为225镭以及将225镭转化为225锕来生产225锕。
该实施方式的优点在于，与质子辐照相比，靶材技术和辐照在技术上更容易实现，因为散热不是问题，并且靶窗不必很薄。
优选地，在所述第一萃取步骤过程中，当从液态靶材溶液中萃取出225锕时，225镭保留在液态靶材溶液中。
这种优选方案的优点在于，225镭被循环使用，因此在液态靶材溶液中立即再次产生225锕，没有任何时间滞后。
在根据本发明的方法的第九实施方式中，所述液态靶材溶液包含226镭盐及其相应的酸的溶液，所述溶液优选包含226镭硝酸盐和硝酸。
如上所述，虽然镭氯化物在水中的溶解度比镭硝酸盐高，但它通常在溶液中需要更大量的相应酸，即HCl，这会降低镭氯化物的溶解度。例如，所需的HCl浓度可以包括约5M。
将镭硝酸盐与硝酸结合使用的优点在于，存在能够萃取225锕而不萃取226镭(或甚至在225镭产生时不萃取225镭)的不同的萃取色谱树脂，包括：能够从硝酸含量相对较小的溶液(仅对镭硝酸盐的溶解度具有较小的影响)中萃取225锕，并且可以采用硝酸含量较大的硝酸溶液洗脱的萃取色谱树脂(例如含二烷基磷酸的LN树脂)，和基于例如N,N,N’,N’-四正辛基二甘醇酰胺或N,N,N’,N’-四-2-乙基己基二甘醇酰胺树脂的萃取色谱树脂(例如，DGA(二甘醇酰胺))、基于CMPO的TRU树脂，即辛基苯基-N,N-二异丁基氨基甲酰基氧化膦或基于二酰胺(例如DMDOHEMA或DMDBTDMA)的树脂，它们能够从具有较大硝酸含量的溶液中萃取225锕，并且可以采用具有较小硝酸含量的硝酸溶液来洗脱。因此，使用一系列这些不同的萃取色谱树脂能够从液态靶材溶液中萃取225Ac，从第一萃取色谱树脂中洗脱225锕，并通过第二萃取色谱树脂再次从洗脱液中萃取更纯、更浓缩的225锕。根据液态靶材溶液的硝酸含量，这两种萃取色谱树脂的顺序可以交换。
镭硝酸盐与硝酸结合使用的另一个优点在于，与硝酸盐介质中的腐蚀问题相比，由氯化物所导致的腐蚀是一个更大的问题。有许多材料即使在较高浓度的硝酸下也基本耐腐蚀。而适用于盐酸的材料很少。这种情况在产生反应性自由基的辐照条件下进一步复杂化。这些问题可以通过使用硝酸来解决。
在根据本发明的方法的第十实施方式中，所述第一萃取装置包括第一吸附剂，在所述第一萃取步骤过程中，所述225锕积聚在所述第一吸附剂上，该方法包括第一洗脱步骤，其中已经积聚在所述第一吸附剂上的至少部分225锕通过第一洗脱剂从所述第一吸附剂上洗脱。
在该实施方式中，所述225锕可以容易地从液态靶材溶液中萃取，因为它在第一萃取步骤过程中积聚到所述第一吸附剂上。第一萃取装置优选地为萃取色谱装置，其中所述第一吸附剂优选地包含载体，优选地包含惰性载体，以及作为所述载体上的固定相的萃取剂。
在根据本发明的方法的第十一实施方式中，所述第十一实施方式适用于第十实施方式，所述液态靶材溶液具有预定的pH值，使得所述225锕在所述第一萃取步骤过程中积聚到所述第一吸附剂上，而所述第一洗脱剂具有不同于液态靶材溶液的pH值的pH值，使得在所述第一洗脱步骤过程中从所述第一吸附剂上洗脱所述225锕。
该实施方式的优点在于，液态靶材溶液和第一洗脱剂都可以含有相同的酸，只是浓度不同，因此保留在第一吸附剂中的靶材溶液的任何酸都不会干扰第一洗脱步骤，并且，反之亦然，因此保留在第一吸附剂中的第一洗脱剂的任何酸都不会干扰第一萃取步骤。
在根据本发明的方法的第十二实施方式中，所述第十二实施方式适用于第十一实施方式，该方法包括在所述第一萃取步骤和所述第一洗脱步骤之间的冲洗步骤，其中用冲洗溶液冲洗所述第一萃取装置，所述冲洗溶液具有与所述第一洗脱剂的pH值不同的pH值，使得所述225锕保留在所述第一吸附剂上，所述冲洗溶液优选具有基本等于所述液态靶材溶液的pH值的pH值。
该实施方式的优点在于，在第一萃取步骤结束时残留在第一吸附剂中的任何镭可以在锕从第一吸附剂上洗脱之前被清洗下来，因此镭不会损失，而是保留在系统/设备中，并且不能在萃取的锕中形成杂质。镭在本说明书中是指任何镭同位素，尤其是226镭以及可选地，如果在辐照步骤期间产生225镭，也指225镭。
优选地，在所述冲洗步骤过程中冲洗溶液将液态靶材溶液冲出第一萃取装置，优选地不与液态靶材溶液混合，并且在所述第一洗脱步骤过程中第一洗脱剂将冲洗溶液冲出第一萃取装置，优选地不与冲洗溶液混合。
在根据本发明的方法的第十三实施方式中，所述第十三实施方式适用于第十二实施方式，在所述冲洗步骤过程中，所述冲洗溶液在第三闭合回路中循环通过在镭萃取装置，所述镭萃取装置包括镭吸附剂，在所述冲洗步骤过程中，通过所述冲洗溶液从所述第一吸附剂上冲洗下来的镭积聚到镭吸附剂上。该方法包括镭洗脱步骤，其中已经积聚到所述镭吸附剂上的至少部分镭通过镭洗脱剂从镭吸附剂上洗脱下来，所述镭洗脱剂尤其具有不同于所述冲洗溶液的pH值的pH值，使得在所述镭洗脱步骤过程时，从所述镭吸附剂上洗脱所述镭。
该实施方式的优点在于，可以回收从第一萃取装置中冲洗的任何镭。它可以在镭洗脱剂中储存一段时间，并且可以通过将镭溶液重新调节到正确的酸度、浓缩并将其转移回靶材溶液中来回收。由于只有少量的镭会从第一萃取装置中冲洗下来，所以这种回收操作只需要偶尔进行。
在根据本发明的方法的第十四实施方式中，所述第十四实施方式适用于第十三实施方式，因此优选地储存在所述226镭洗脱步骤过程中从所述226镭吸附剂上洗脱的226镭并且随后再循环至所述液态靶材溶液。
在根据本发明的方法的第十五实施方式中，所述第十五实施方式适用于第十二至第十四实施方式中任一个，所述冲洗溶液循环通过第一氡过滤器，尤其是第一活性炭过滤器，以从所述第一萃取装置中去除氡。
当经过第一氡过滤器对第一萃取装置进行冲洗时，在第一个萃取装置中产生的氡，以及在辐照装置中产生并在第一萃取装置中收集的氡可以通过该第一氡过滤器从其中去除。例如，该过滤器是活性炭过滤器，氡附着在所述活性炭过滤器上。所述氡随后衰变产生210Pb残留在系统/设备中。为了能够从系统/设备中去除210Pb，可以在其中提供铅萃取装置，例如，包含例如Sr树脂或Pb树脂(Eichrome)的萃取色谱柱，两者对于去除Pb都非常有效。
在根据本发明的方法的第十六实施方式中，所述第十六实施方式适用于第十二至第十五实施方式中任一个，所述冲洗溶液包括酸溶液，所述酸溶液含有与所述靶材溶液相同的酸，尤其是硝酸。
在根据本发明的方法的第十七实施方式中，所述第十七实施方式适用于第十至第十六实施方式中的任一个，所述第一洗脱剂包含第一酸溶液，所述第一酸溶液含有与所述靶材溶液相同的酸，尤其是硝酸。
液态靶材溶液、冲洗溶液和第一洗脱溶液优选地包含相同的酸，但不允许混合，因为这会导致生产过程中的干扰，尤其是当生产过程进行较长时间时。因此，在第一洗脱剂再循环通过第二萃取装置之前，第一萃取装置中包含的冲洗溶液的体积优选地被第一洗脱剂推回到其再循环回路中。
在根据本发明的方法的第十八实施方式中，所述第十八实施方式适用于第十至第十七实施方式中的任一个，在所述第一洗脱步骤过程中，所述第一洗脱剂在第四闭合回路中循环通过第二萃取装置，所述第二萃取装置包含第二吸附剂，在所述第一洗脱步骤过程中，通过所述第一洗脱剂从所述第一吸附剂上洗脱的225锕积聚在所述第二吸附剂上，所述方法包括第二洗脱步骤，其中已经积聚到所述第二吸附剂上的至少部分225锕通过第二洗脱剂从第二吸附剂上洗脱，第二洗脱剂尤其具有不同于所述第一洗脱剂的pH值的pH值，使得在所述第二洗脱步骤过程中，所述225锕从所述第二吸附剂上洗脱，第二洗脱剂优选地包含第二酸溶液，所述第二酸溶液含有与所述靶材溶液相同的酸，尤其是硝酸。
因此，从第一萃取装置洗脱的锕可以容易地收集在第二萃取装置中，并且可以再次以更浓缩和更纯的形式从中洗脱。优选地，在所述第二洗脱步骤过程中，第二洗脱剂将第一洗脱剂冲出第二萃取装置，优选地不与第一洗脱剂混合。
在根据本发明的方法的第十九实施方式中，所述第十九实施方式适用于第十八实施方式，所述第一洗脱剂从所述第一萃取装置循环至所述第二萃取装置，其间通过第二氡过滤器，尤其是第二活性炭过滤器，以从所述第一洗脱剂中萃取氡。
当第一萃取装置被洗脱时，在第一萃取装置中产生的氡和在辐照装置中产生并在第一萃取装置中收集的氡可以通过第二氡过滤器从中去除。例如，该过滤器也是氡附着在其上的活性炭过滤器。所述氡随后衰变产生210Pb残留在系统/设备中。为了能够从系统/设备中去除210Pb，可以在其中提供铅萃取装置，例如，含有例如Sr树脂或Pb树脂(Eichrome)的萃取色谱柱，两者都对去除Pb非常有效。
在根据本发明的方法的第二十实施方式中，所述第二十实施方式适用于第十八或第十九实施方式，在所述第二洗脱步骤过程中，所述第二洗脱剂在第五闭合回路中循环通过第三萃取装置，所述第三萃取装置包括第三吸附剂，在所述第二洗脱步骤过程中，通过所述第二洗脱剂从所述第二吸附剂上洗脱的225锕积聚在第三吸附剂上，所述方法包括第三洗脱步骤，其中已经积聚到所述第三吸附剂上的至少部分225锕通过第三洗脱剂从中洗脱，所述第三洗脱剂尤其具有不同于所述第二洗脱剂的pH值的pH值，使得所述225锕在所述第三洗脱步骤过程中从所述第三吸附剂上洗脱，所述第三洗脱剂优选地包含第三硝酸溶液。
从第二萃取装置中洗脱的锕因此可以容易地收集在第三萃取装置中，并且可以再次以更浓缩和/或更纯的形式从中洗脱。优选地，在所述第三洗脱步骤过程中第三洗脱剂将第二洗脱剂冲出第三萃取装置，优选地不与第二洗脱剂混合。
在根据本发明的方法的第二十一实施方式中，所述第二十一实施方式适用于第二十实施方式，所述第二洗脱剂从所述第二萃取装置循环到所述第三萃取装置，其间通过第三氡过滤器，尤其是第三活性炭过滤器，以从所述第二洗脱剂中萃取氡。
当第二萃取装置被洗脱时，任何到达第二萃取装置的氡都可以通过第二氡过滤器从中去除。例如，该过滤器也是氡附着在其上的活性炭过滤器。所述氡随后衰变产生210Pb残留在系统/设备中。为了能够从系统/设备中去除210Pb，可以在其中提供铅萃取装置，例如，含有例如Sr树脂或Pb树脂(Eichrome)的萃取色谱柱，这两种都可以高效去除Pb。
附图说明
本发明的进一步细节和优点将从以下对根据本发明的生产方法的一些实施例的描述中变得更加易懂。该描述仅作为示例提供，并不旨在限制如所附权利要求书中所定义的本发明的范围。本说明书中使用的附图标记是指附图中的附图标记，其中：
图1是用于实施根据本发明第一实施方式的方法的设备图，其中液态靶材溶液包含相对少量的硝酸，尤其是0.02M；和
图2是用于实施根据本发明第二实施方式的方法的设备图，其中液态靶材溶液包含较大量的硝酸，尤其是0.5M。
具体实施方式
在本发明的方法中，制备含有226Ra，更特别地含有226镭硝酸盐的液态靶材溶液。该溶液尤其包含在0.005-1.0M之间的硝酸。优选地，该溶液装在铅屏蔽的气密瓶中。
图1中示意性示出的设备尤其用于根据低酸度选项，即其中液态靶材溶液具有例如在0.005-0.05M HNO3之间的酸度，生产225Ac。靶材溶液中Ra(NO3)2的浓度优选地尽可能高，可以高达0.4M。
该设备包括用于容纳液态靶材溶液的容器1。还包括具有窗口的辐照装置2，通过所述窗口可以用质子、氘核或伽马射线来辐照靶材溶液。所述伽马射线可以通过同步加速器或直线加速器获得，或者也可以通过US 2002/0094056中公开的转化材料获得。然而，优选地用质子(或氘核)辐照液态靶材，因为这是由226Ra产生225Ac的最有效方式。质子辐照可以由回旋加速器产生，例如，已经公知用于产生PET放射性同位素，例如由18O产生18F的回旋加速器。
液态靶材可以是静态靶材，但为了能够更有效地冷却，从而为了能够对靶材进行更高能的辐照以提高生产能力，液态靶材优选地为如图1所示的实施方式中的再循环液态靶材。在该实施方式中，靶材溶液在第一闭合回路4中通过泵3从容器1泵送通过辐照装置2，随后通过热交换器5回到容器1中。在辐照装置2自身中，靶材优选地也被冷却，尤其是水冷。所述溶液优选地采用质子辐照，所述质子优选具有15-20MeV的入射能量。在辐照过程中，通过停止靶材溶液中的质子而将所产生的热量通过靶材溶液自身全部或部分去除，并在初级热交换器5中进行外部交换。设置完整的辐照回路，使得所有接液部件均采用高惰性、气密材料，通常为哈氏合金、铬镍铁合金等，以避免腐蚀并确保密封性。陶瓷或金属与陶瓷的组合也是很好的选择。
在辐照期间，225Ac在靶材溶液中不断积累。采用静态靶体，当照射结束时，靶材溶液被收集回气密靶材溶液瓶中。静态靶体优选地被自动装载和清空。可在辐照过程中对再循环液态靶材进行再处理。自此，225Ac的化学分离和纯化通过使液体流再循环通过萃取色谱柱或离子交换柱上进行。对这些条件进行设置使得锕被萃取在色谱柱上，而杂质则被再循环。柱的大小、溶液的流速、体积取决于靶材溶液的初始体积。
对于静态靶体，可以将包含在瓶中的辐照后的靶材溶液转移并使其再循环通过第一萃取装置6。在萃取装置6中，225Ac从辐照后的靶材溶液中萃取，而226Ra(以及在伽马射线辐照靶材溶液的情况下可选地还有225Ra)保留在靶材溶液中。已经萃取了226Ac的靶材溶液再次收集在瓶中，并重新装载到液态靶体中以再次辐照。
在图1所示的设备中，从液态靶材溶液中萃取225Ac并将已经萃取了225Ac的液态靶材溶液装载回液态靶体中需要更少的处理步骤并且更加易于实施，尤其是以自动方式。在图1所示的实施方式中，包含在容器1中的辐照后的靶材溶液实际上在第二闭合回路7中再循环通过第一萃取装置6。这是通过图1中未示出的泵来完成的。
第一萃取装置包括第一吸附剂，在第一萃取步骤过程中，225Ac积聚在所述第一吸附剂上。第一萃取装置优选包括第一萃取色谱柱，在低酸度选项中，所述第一萃取色谱柱例如基于LN树脂(Eichrome，FIDEFIEP)。例如当靶材溶液包含0.005-0.05M HNO3，例如0.02MHNO3时，锕保留在色谱柱上而226Ra(和225Ra，如果存在的话)被再循环。再循环的体积将决定从靶材溶液中吸收Ac的效率，重要的是限制此体积以避免锕穿透(breakthrough)。
优选地防止Ra从靶材溶液中损失。重要的是在225Ac与226Ra分离后将存在于初始色谱柱中的大部分靶材溶液体积推回至靶材溶液容器1中。
在初始分离之后，即在液态靶材溶液泵送或渗透通过色谱柱之后，通过用冲洗溶液8冲洗第一萃取装置6的色谱柱而将仍留在第一萃取装置6中的任何镭收回。该冲洗溶液的pH值与液态靶材溶液的pH值相似，因此在冲洗步骤过程中225Ac保留在色谱柱上。冲洗溶液在第三闭合回路9中循环通过第一萃取装置6和镭萃取装置10，例如循环通过强阳离子交换柱(例如DOWEX 50W或Biorad 50W或类似物)。镭萃取装置10包括镭吸附剂，在冲洗步骤过程中，通过冲洗溶液8从第一吸附剂冲洗下来的镭积聚在所述镭吸附剂上。
为了去除在第一萃取装置6中积聚的全部氡气，优选地还使冲洗溶液8再循环通过第一活性炭过滤器11，以从第一萃取装置6中去除氡气。活性炭过滤器11可以是粒状活性炭过滤器，但优选地为粉末状活性炭过滤器。
由于柱尺寸减小以及洗脱体积减小，进一步纯化和浓缩通过基于Ln树脂、Sr树脂、DGA树脂或支化DGA树脂(全部来自Eichrome)的萃取色谱柱进行。每次酸度变化都会使锕从一个萃取柱移动到下一个萃取柱，从而提高纯度并增加浓缩系数。在该过程中，最后一个柱将决定在什么样的介质中锕产物离开此过程。在图1中，使用SCE(强阳离子交换剂)并使用相应的高酸度来洗脱锕。另一种选择是对三价元素有选择性的萃取色谱树脂，例如DGA或DGA-B(Eichrom)，其中锕的洗脱在较低的酸度下进行。
在图1所示的实施方式中，更具体地，通过镭洗脱剂12将已经积聚在镭萃取装置10中的镭从中洗脱，镭洗脱剂12的pH值或酸度不同于冲洗溶液的pH值或酸度，以使得在镭洗脱步骤过程中从镭吸附剂中洗脱出镭。冲洗溶液8可以包括例如0.02M硝酸溶液，而镭洗脱剂12可以包括例如2M硝酸溶液。含有回收的镭的镭洗脱剂12储存在气密容器13中。该容器13设置有气体进口14和气体出口15。因此可以用小体积的例如氮气吹扫容器13以去除在储存镭过程中在容器13中产生的全部氡气。由于只使用了很小的体积，Rn可以被小型活性炭气体过滤器(图1和图2中未示出)捕获和承载(manage)。如果需要，回收的Ra可以重新调节到正确的酸度、浓缩并转移回靶材溶液中。
在冲洗步骤之后的第一洗脱步骤中，通过第一洗脱剂16从第一萃取装置6中的第一吸附剂上洗脱已经积聚的225Ac。第一洗脱剂16的pH值不同于液态靶材溶液的pH值，以使得在第一洗脱步骤过程中从第一萃取装置6中含有的第一吸附剂上洗脱225Ac。第一洗脱剂16可以含有第一硝酸溶液，所述第一硝酸溶液具有较低pH值，即较高酸度，含有例如0.5MHNO3。使用这种洗脱剂，可以从Ln树脂中去除225Ac。
在第一洗脱步骤过程中，第一洗脱剂16在第四闭合回路17中循环通过第一萃取装置6和第二萃取装置18，第二萃取装置18包含第二吸附剂，在第一洗脱步骤过程中，通过第一洗脱剂16从第一萃取装置6洗脱的225Ac积聚在第二吸附剂上。第二萃取装置优选地包括第二萃取色谱柱，在图1所示的低酸度选项中，例如，第二萃取色谱柱是基于DGA-树脂(Eichrome，TODGA)的色谱柱。当第一洗脱剂16包含例如0.5M HNO3时，锕被保留在DGA色谱柱上而杂质被再循环。第二萃取装置18的空柱体积优选地小于第一萃取装置6的空柱体积，以使得锕可以浓缩在其上，并且可以用较少量的第二洗脱剂19从其中洗脱。
为了去除设备的第四闭合回路17中可能存在的任何氡气，使第一洗脱剂16从第一萃取装置6循环到第二萃取装置18，其间通过第二氡过滤器20，尤其是第二活性炭过滤器，以从第一洗脱剂16中萃取氡。第二活性炭过滤器20可以是粒状活性炭过滤器，但优选地为粉末状活性炭过滤器。
当225锕已经积聚在第二萃取装置18中含有的第二吸附剂上时，在第二洗脱步骤中，通过第二洗脱剂19将225锕从第二吸附剂上洗脱。第二洗脱剂的pH值或酸度不同于第一洗脱剂8的pH值或酸度，以使得在第二洗脱步骤过程中从第二萃取柱中含有的第二吸附剂上洗脱225锕。第二洗脱剂19再次优选地包含第二硝酸溶液，并且在图1所示的低酸度选项中，包含例如0.05M HNO3。使用这种第二洗脱剂，可以从DGA树脂中去除225Ac。
在第二洗脱步骤过程中，第二洗脱剂19在第五闭合回路21中循环通过第二萃取装置18，并且通过包含第三吸附剂的第三萃取装置22，在第二洗脱步骤过程中，通过第二洗脱剂19从第二萃取装置18中洗脱出来的225锕积聚在第三吸附剂上。第三萃取装置22优选地包括第三萃取色谱柱，在图1所示的低酸度选项中，例如第三萃取色谱柱也是基于Ln树脂(Eichrome，HDEHEP)的色谱柱。当第二洗脱剂19包含例如0.05M HNO3时，锕保留在Ln柱上，而杂质再循环。如果不需要进一步浓缩，第三萃取装置22的空柱体积可以等于第二萃取装置18的空柱体积。
为了去除设备的第五闭合回路21中可能存在的任何氡气，使第二洗脱剂19从第二萃取装置18循环到第三萃取装置22，其间通过第三氡过滤器23，尤其是第三活性炭过滤器，以从第二洗脱剂19中萃取氡。第三活性炭过滤器23可以是粒状活性炭过滤器，但优选地为粉末状活性炭过滤器。
当225锕已经积聚在第三萃取装置22中含有的第三吸附剂上时，在第三洗脱步骤中，通过第三洗脱剂24将225锕从第三吸附剂上洗脱。第三洗脱剂24的pH值或酸度不同于第二洗脱剂19的pH值或酸度，以使得在第三洗脱步骤过程中从第三萃取柱22中含有的第三吸附剂上洗脱225锕。第三洗脱剂24再次优选地包含第三硝酸溶液，并且在图1所示的低酸度选项中，包含例如0.5M HNO3。使用这种第三洗脱剂，可以从Ln树脂中去除225Ac。
在图1的实施方式中，225Ac的进一步纯化和可选的浓缩通过下述获得：在第三洗脱步骤过程中，使第三洗脱剂24在第六闭合回路25中循环通过第三萃取装置22和第四萃取装置26，所述第四萃取装置26包含第四吸附剂，在第三洗脱步骤过程中，通过第三洗脱剂24从第三萃取装置22中洗脱出来的225锕积聚在第四吸附剂上。第四萃取装置26可再次包括DGA或DGA-B(支化)柱，其中酸度可低至0.1M，以在最后步骤中从中去除225Ac。然而，第四萃取装置26优选地包括SCE(强阳离子交换剂)。当第三洗脱剂24包含例如0.5M HNO3时，锕保留在SCE 26上，而杂质再循环。第四萃取装置26的空柱体积可以等于或小于第二萃取装置18的空柱体积，并且可以等于其空柱体积的大约一半以能够进一步浓缩225Ac。
为了去除设备的第六闭合回路25中可能存在的任何氡气，第三洗脱剂24从第三萃取装置22循环到第四萃取装置26，其间通过第四氡过滤器27，尤其是第四活性炭过滤器，以从第三洗脱剂24中萃取氡。第四活性炭过滤器27可以是粒状活性炭过滤器，但优选地为粉末状活性炭过滤器。
当225锕已经积聚在第四萃取装置26中包含的第四吸附剂上时，在第四洗脱步骤中，通过第四洗脱剂28将225锕从第四吸附剂上洗脱。
在第四萃取装置26包括DGA或DGA-B树脂的情况下，第四洗脱剂28的pH值或酸度不同于第三洗脱剂24的pH值或酸度，以使得在第四洗脱步骤过程中从第四萃取柱26中包含的第四吸附剂上洗脱225锕。第四洗脱剂28再次优选地包含第四硝酸溶液，并且在图1所示的低酸度选项中，包含例如0.1M HNO3。使用这种第四洗脱剂，可以从DGA或DGA-B树脂中去除225Ac。
在第四萃取装置26是SCE的情况下，第四洗脱剂28具有足够高的pH或酸度以从SCE上洗脱225Ac。第四洗脱剂28再次优选地包含第四硝酸溶液，在这种情况下第四硝酸溶液具有高酸度，包含例如2M HNO3。
所得到的纯化和浓缩的225Ac可以通过第四萃取装置的出口29去除，随后可以进行干燥以得到干燥产物。在干燥步骤过程中，通过蒸发不仅可以去除第四洗脱剂中包含的水还可以去除其中包含的酸。
例如，图1所示的设备中使用的不同萃取装置和溶液可以具有以下组成：
表1：可用于图1所示设备中的萃取装置和溶液的组成的实例。
靶材溶液
0.02M HNO<sub>3</sub>和0.4M <sup>226</sup>Ra(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
第一萃取装置6
Ln树脂(Eichrome,HDEHEP)
冲洗溶液8
0.02M HNO<sub>3</sub>
镭萃取装置10
SCE(DOWEX 50W)
镭洗脱剂12
2M HNO<sub>3</sub>
第一洗脱剂16
0.5M HNO<sub>3</sub>
第二萃取装置18
DGA(Eichrome,TODGA)
第二洗脱剂19
0.05M HNO<sub>3</sub>
第三萃取装置22
Ln树脂(Eichrome,HDEHEP)
第三洗脱剂24
0.5M HNO<sub>3</sub>
第四萃取装置26
SCE(DOWEX 50W)
第四洗脱剂28
2M HNO<sub>3</sub>
图2示出了根据本发明的方法的另一个实施方式，其中液态靶材溶液具有较高的酸度(较低的pH)。这种高酸度选项基于使用DGA柱进行的初始Ac/Ra分离。例如，这里靶材溶液的酸度将为0.1M-0.5M之间的硝酸酸度，并且如果较低的酸度通过添加硝酸盐，例如通过硝酸铵来补偿，靶材溶液中226Ra的浓度可以高达0.35M。锕将通过再循环通过DGA柱而被去除。再循环的体积应足够大以有效去除Ac，但应在柱的容量范围内，以避免Ac穿透。与在低酸度选项中一样，强阳离子交换剂将承载初始锕分离后留在柱上的任何Ra。通过降低酸度和Ln树脂柱上的吸收量来进行进一步纯化。此处对酸度进行选择以避免共萃取Pb，即0.03M-0.075M。在这一点上有不同的选择，但随后使用DGA或DGA B柱进行纯化和浓缩可能是优选的方法。
图2所示的设备中与图1所示设备中相对应的部件用相同的附图标记表示。图2所示的设备与上文参照图1描述的设备以相同的方式起作用，因此不再重复对共同部件的功能的描述。相反，下表给出了图2所示的高酸度设备中使用的不同萃取装置和溶液的一个具体实例：
表2：可用于图2所示的高酸度设备中的萃取装置和溶液的组成的实例。
靶材溶液
0.5M HNO<sub>3</sub>和0.35M <sup>226</sup>Ra(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub>
第一萃取装置6
DGA(Eichrome,TODGA)
冲洗溶液8
0.5M HNO<sub>3</sub>
镭萃取装置10
SCE(DOWEX 50W)
镭洗脱剂12
2M HNO<sub>3</sub>
第一洗脱剂16
0.05M HNO<sub>3</sub>
第二萃取装置18
Ln树脂(Eichrome,HDEHEP)
第二洗脱剂19
0.5M HNO<sub>3</sub>
第三萃取装置22
DGA(Eichrome,TODGA)
第三洗脱剂24
0.1M HNO<sub>3</sub>
铅萃取装置30
Sr树脂(Eichrome)
可以看出，浓缩和纯化的225Ac已经从第三萃取装置22中去除。然而，在第五闭合回路21中，在第二萃取装置18和第三萃取装置22之间提供了附加的萃取柱，即铅萃取装置30。在铅萃取装置30之前设置有第三氡过滤器23，之后设置有附加氡过滤器23’。
铅萃取装置30特别包括Sr树脂，其对Pb非常有效并且可用于从设备/系统中去除Pb。铅是由氡衰变产生的。氡通过α衰变而发生衰变，并对柱材料产生辐射损害，这将影响柱的分离性能。因此，优选地防止氡在工艺流程中向下游移动，从而延长柱的寿命并避免氡污染225Ac产物。氡由氡过滤器承载，即由包含粉状活性炭(PAC)或粒状活性炭(GAC)的小色谱柱承载。氡在PAC/GAC色谱柱中被吸收/强烈拖延并衰变成210Pb，一种伽马发射体。210Pb将被洗脱到水性相中并包含在工艺流程中。PAC/GAC色谱柱可以多次使用。Sr树脂柱对Pb非常有效，因此可用于从工艺流程中去除Pb。Sr树脂柱包含作为固定相的二环己基-18-冠-6衍生物，其可溶解于辛醇中。
同样在图1的低酸度设备中，铅萃取装置(Sr树脂柱)可以容易地并入，尤其是在第三萃取装置22和第四萃取装置26之间，优选在铅萃取装置之前设置第四氡过滤器27，并在铅萃取装置之后设置附加氡过滤器。
尽管因为镭硝酸盐的溶解度有限(例如比68锌硝酸盐的溶解度小10倍以上，其中，68锌硝酸盐用于液态靶材中，通过68Zn(p,n)68Ga反应生成68Ga)，在靶材溶液中226Ra的浓度较低，根据本发明的方法能够实现商业化有利的产率。
225Ac产率可以计算出来。226Ra(p,2n)反应的能量依赖性截面(IAEA ENDF数据库)以及含有高达0.4M的226Ra(NO3)2的水性溶液(Nucleonica)中质子的能量依赖性停止能量(the energy dependent stopping power)用于获得在液态靶材的小层中的产率，相加得到225Ac的整体形成量。作为所用质子电流的函数，每周产率如表1所示。
表3：225Ac产量与质子电流的函数关系。0.35M的226Ra，辐照时间＝7天，冷却时间＝0天，截面＝500mb。
电流(μA)
A(Bq)
A(mCi)
热量(W)
10
1.27E+09
34.4
225
20
2.54E+09
68.8
450
30
3.82E+09
103.2
675
40
5.09E+9
137.6
900
50
6.36E+9
171.9
1125
60
7.63E+9
206.3
1350
70
8.91E+9
240.7
1575
80
1.02E+10
275.1
1800
90
1.15E+10
309.5
2025
100
1.27E+10
343.9
2250
至于经济可行性，假设使用225Ac的治疗方法获得批准，对225Ac的需求将显著增加。除非对227Ac进行复杂的同位素分离，否则由所提出的方法生产的225Ac将比通过质子辐照232Th靶材生产的225Ac质量更高。如果按生产分配，假设每年生产40周，所生产的225Ac可以覆盖超过25000次治疗。因此最有可能保证锕生产过程中的经济可行性。
参考文献：
Boll,R.A.,Malkemus,D.,Mirzadeh,S.,Production of actinium-225for alphaparticle mediated radioimmunotherapy.Appl.Radiat.Isot.62,667-679(2005).
Jost,C.U.,Griswold,J.R.,Bruffey,S.H.,Mirzadeh,S.,Stracener,D.W.,Williams,C.L.,Measurement of cross sections for the 232Th(p,4n)229Pa reactionat low proton energies.AIP Conference Proceedings:International Conference onApplication of Accelerators in Research and Industry.Vol.1525,pp.520-524.(2013).
Koch,L,Fuger,J,van Geel J.,Process for producing Actinium-225,EP0752709,1999.
Apostolidis,C.,Molinet,R.,McGinley,J.,Abbas,K.,J.,Morgenstern,A.,Cyclotron production of Ac-225for targeted alpha therapy,Appl.Radiat.Isot.,62,383-387(2005).
Abbas,K.,Apostolidis,C.,Janssens,W.,Stamm,H.,Nikula,T.,Carlos,R.,Method for producing Actinium 225,EP1455364,2004.
Apostolidis,C.,Janssens,W.,Koch,L.,Mcginley,J.,Molinet,R.,Ougier,M.,Van Geel,J.,J.,Schweickert,H.,Method for producing Ac-225byirradiation of Ra-226with protons,EP062942,2004.
Morgenstern,A.,Apostolidis,C.,Molinet,R.,Lutzenkirchen,K.,Method forproducing actinium-225,US patent 20060072698,(2006).
Ermolaev,S.V.,Zhuikov,B.L.Kokhanyuk,V.M.,Matushko,V.L.,KalmykovStepan,N.,Aliev Ramiz,A.Tananaev Ivan,G.
Myasoedov,B.Production of actinium,thorium and radium isotopes fromnatural thorium irradiated with protons up to 141MeV Radiochim.Acta,100,p.223(2012).
Weidner,J.W.,Mashnik,S.G.,John,K.D.,Hemez,F.,Ballard,B.,Bach,H.,Birnbaum,E.R.,Bitteker,L.J.Couture,A.,Dry,D.,et al.Proton-induced crosssections relevant to production of 225Ac and 223Ra in natural thorium targetsbelow 200 MeV,Appl.Radiat.Isot.,70,pp.2602-2607,(2012).
Griswold,J.R.,Medvedev,D.G.,Engle,J.W.,Copping,R.Fitzsimmons,J.M.,Radchenko,V.,Cooley,J.C.,Fassbender,M.E.,Denton,D.L.,Murphy,K.E.,Owens,A.C.,Birnbaum,E.R.,John,K.D.,Nortier,F.M.,Stracener,D.W.,Heilbronn,L.H.,Mausner,L.F.Mirzadeh,S.,Large Scale Accelerator Production of 225Ac:Effective CrossSections for 78-192 MeV Protons Incident on 232Th targets,Applied Radiationand Isotopes,118,366-374,(2016).
Zhuikov,B.L.,Kalmykov,S.N.,S.V.Ermolaev,S.V.,Aliev,R.A.,Kokhanyuk,V.M.,Matushko,V.L.,Tananaev,I.G.,Myasoedov B.F.,Production of 225Ac and 223Raby irradiation of Th with accelerated protons,Radiochemistry,53,pp.73-80,(2011).
Koch,L,Fuger,J,van Geel J.,Process for producing Actinium-225 fromradium-226,EP0752710,1999-1.
Melville,G.Meriarty,H.,Metcalfe,P.,Knittel,T.,Allen,B.J.Production ofAc-225 for cancer therapy by photon-induced transmutation of Ra-226,AppliedRadiation and Isotopes,65,1014-1022,(2007).
Melville G.,Allen,B.J.,Cyclotron and linac production of Ac-225,Applied Radiation and Isotopes,67,549-555,(2009).
Clarke,J.C.,High-Powered Cyclotron Recirculating Target forProduction of the 18F Radionuclide,PhD Thesis,North Carolina State University(2004).
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