Technetium-99m-Generator

Fünf Technetium-99m-Generatoren

Schematische Darstellung eines Nuklidgenerators

Ausbeute eines Technetium-99m-Generators gegen die Zeit

Ein Technetium-99m-Generator ist ein Nuklidgenerator zur Extraktion des metastabilen Isotops Technetium-99m aus einer Quelle, die zerfallendes Molybdän-99 enthält. Technetium-99m wird für eine Vielzahl von Anwendungen in der Nuklearmedizin benötigt.

⁹⁹Mo hat eine Halbwertszeit von 66 Stunden und kann über größere Entfernungen zu Krankenhäusern und Praxen gebracht werden, wo das Zerfallsprodukt Technetium-99m (mit der für den Transport sehr ungünstigen Halbwertszeit von nur 6 Stunden) extrahiert wird. In der Nuklearmedizin wird die geringe Halbwertszeit, die günstige Strahlenqualität (Gammastrahler) sowie die günstige Strahlenenergie (140,1 und 140,6 keV) des Technetium-99m sehr geschätzt.

Mechanismus

Die Halbwertszeit des Mutternuklids ⁹⁹Mo ist viel größer als die des Tochternuklids ^99mTc. 50 % der Gleichgewichtsaktivität wird innerhalb einer Halbwertszeit des Tochternuklids erreicht, 75 % innerhalb von zwei Halbwertszeiten des Tochternuklids. Daher ist das Entfernen des Tochternuklids (Elutionsprozess) aus dem Generator („melken“ des Generators) sinnvollerweise etwa alle 6–12 Stunden durchzuführen.^[1]

Die meisten kommerziellen ⁹⁹Mo/^99mTc-Generatoren benutzen ^99mTc-Chromatographie-Säulen, in dem ⁹⁹Mo auf saurem Aluminiumoxid aufgebracht ist. Drückt man eine normale Salzlösung durch die Säulen mit immobilisiertem ⁹⁹Mo und löslichem ^99mTc, entsteht eine Salzlösung, die ^99mTc enthält, zu der dann das für das jeweilige Organ spezifische Pharmazeutikum in entsprechender Konzentration gegeben wird. Das Isotop kann auch ohne pharmazeutische Markierung für bestimmte Zwecke, die reines ^99mTc als primäres Radiopharmakon verlangen (z. B. Schilddrüsenszintigrafie), verwendet werden.

Die nutzbare Lebensdauer eines ⁹⁹Mo/^99mTc-Generators beträgt etwa drei Halbwertszeiten des Molybdäns, also etwa eine Woche. Danach ist der Gehalt an ⁹⁹Mo zu gering. Somit kauft eine Klinik oder Praxis für Nuklearmedizin mindestens einen solchen Generator pro Woche oder mehrere in gestaffelter Form.

⁹⁹Mo kann durch Neutronenaktivierung (nγ Reaktion) von ⁹⁸Mo in einem Reaktor mit hohem Neutronenfluss erzeugt werden. Die meisten verwendeten Verfahren benutzen ein ²³⁵U-Target. Durch Bestrahlung des Targets mit Neutronen entsteht ⁹⁹Mo als Spaltprodukt.^[2]

Zerfallsprozess

Der in einem Technetium-Generator ablaufende Zerfallsprozess kann wie folgt beschrieben werden:

$\mathrm{{}^{99}_{42}Mo^{*}_{57} \longrightarrow ^{99}_{43}Tc^{*}_{56} \ + \ \beta^{-} \ + \overline{\nu} + E}$

$\mathrm{{}^{99m}_{43}Tc^{*}_{56} \longrightarrow ^{99}_{43}Tc^{*}_{56} \ + \ \gamma}$

Hierbei zerfällt das ⁹⁹Mo mit 66,02 Stunden Halbwertszeit in angeregte Zustände des ⁹⁹Tc. Davon zerfallen mittels Beta-Minus-Zerfall rund 14 % in den Grundzustand des ⁹⁹Tc und ca. 86 % in den metastabilen Zustand ^99mTc. Dieser hat wiederum eine Anregungsenergie von 143 keV und zerfällt durch Gammaemission und innere Konversion mit einer Halbwertszeit von 6,02 Stunden in den instabilen Grundzustand des ⁹⁹Tc.

Siehe auch

• Gallium-68-Generator

Literatur

• H. Krieger: Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes BG Teubner Verlag, 2007, ISBN 3-519-00487-9

Einzelnachweise

1. ↑ Fachinformation Elumatic III Technetium-99m-Generator. CBI Medical Products Vertriebs GmbH, 15. April 2010, abgerufen am 13. Mai 2010 (PDF, deutsch). 
2. ↑ Snelgrove JL et.al., DEVELOPMENT AND PROCESSING OF LEU TARGETS FOR MO-99 PRODUCTION-OVERVIEW OF THE ANL PROGRAM, International Meeting on Reduced Enrichment for Research and Test Reactors 1995

Weblinks

• Webseite des Brookhaven National Laboratory zur Geschichte des Technetium Generators. (englisch)
• chemie-master.de – Technetium-99m-Generator: Funktionsmodell und Beschreibung
•  Wikibooks: Physikalische Grundlagen der Nuklearmedizin/ Produktion von Radionukliden – Lern- und Lehrmaterialien