Výroba lékařských radionuklidů ve světě

Molybden 99 je významným meziproduktem při výrobě technecia 99m, které je nejvýznamnějším lékařským radionuklidem. Podívejme se na několik významných výrobců lékařských izotopů. Z těch nejvýznamnějších to bude to Kanada, která stojí na špici celosvětové produkce, Belgie, která stojí na špici evropské produkce, a Rusko, které se na špici pomalu dere. Tento článek je doplněním blogu o použití a výrobě technecia 99m, který najdete zde.

Kanada

Nejvýznamnějším světovým reaktorem ve výrobě lékařských radionuklidů je kanadský NRU (National Research Universal), který obstarává 60% světové produkce. Tento reaktor byl poprvé spuštěn už v roce 1957. Od té doby byla jeho zařízení několikrát modernizována včetně samotné reaktorové nádoby. A díky dlouhé době provozu si také prošel řadou mimořádných situací. Jednou z nich bylo vzplanutí poškozeného palivového souboru při vyjímání z reaktoru. Odehrálo se to v březnu roku 1958 a tyč se přepálila na dvě části. Nehoda se obešla bez zranění a podle dlouhodobého radiačního sledování zasahujícího personálu i bez vlivu na obsluhu. V roce 1992 byla uzavřena jeho záloha, kterou představoval jeho předchůdce reaktor NRX. A právě zrušení zálohy ovlivnilo značným způsobem světový trh s lékařskými radionuklidy.

Dne 18. listopadu 2007 byl reaktor odstaven kvůli pravidelné kontrole. Společnost AECL, která reaktor provozuje, bohužel nezařídila dopředu náhradu, což znamenalo obrovské výpadky ve výrobě technecia 99m. Důvodem pro odstávku byla instalace záložních zdrojů energie odolnějších proti zemětřesení oproti předchozím. Změna se původně měla týkat dvou čerpadel, a avšak kvůli zkrácení odstávky byla provedena pouze u jednoho čerpadla. Provozovatel to zdůvodňoval tím, že reaktor je schopné v případě nouze uchladit jen jedno čerpadlo. Díky tomuto kroku byl reaktor opět spuštěn už 16. prosince 2007. Druhé čerpadlo bylo upraveno v březnu 2008, kdy už byla zajištěna náhrada za produkci reaktoru.

Další odstávka nebyla plánovaná. Začala v půli května 2009, když obsluha zaznamenala únik kapaliny z reaktorové nádoby. Příčinou úniku těžké vody byla koroze. Z reaktoru bylo nutné před opravami vyložit veškeré palivo, což značně protáhlo odstávku. Trvala až do srpna roku 2010.

Význam výpadků tohoto reaktoru si uvědomíme, pokud se podíváme na počet pacientů, při jejichž vyšetření je použito technecium právě odsud. To představuje 5 milionů pacientů každý rok, což je přes 50% všech vyšetření pomocí radiofarmak.

Reaktorová hala kanadského reaktoru NRU. (Zdroj: www.nrucanada.ca)

Holandsko

Nejvýznamnějším dodavatelem lékařských radionuklidů v Evropské unii je holandské výzkumné centrum v Pettenu. Kromě samotnému výzkumu se zde vědci věnují komerční výrobě radiofarmak. Jejich výroba představuje 60% spotřeby Evropské unie.

Jsou zde umístěny dva jaderné reaktory, které se liší výkonem. Starší s výkonem 30 kW byl spuštěn v roce 1960 a je používán pro výrobu neutronů pro výzkum. O rok novější reaktor má výkon 45 MW (bývá označován zkratkou HFR – High Flux Reactor) a kromě jiného produkuje molybden 99, který se později používá pro výrobu technecia 99m. Životnost tohoto reaktoru by měla skončit v roce 2015, kdy by měla být uvedena do provozu náhrada.

Během času i tento reaktor prodělal mnoho mimořádných událostí. První z nich byla odstávka reaktoru HFR v roce 2002, kdy měli operátoři podezření na vady svárů a holandský regulační úřad měl pochybnosti o kultuře bezpečnosti ve společnosti provozující výzkumný reaktor. Po provedení důkladnějších měření byl reaktor znovu spuštěn.

V roce 2008 byl reaktor znovu odstaven, a to kvůli korozi trubek primárního okruhu. Po opravách byl reaktor opět spuštěn o několik měsíců později.

Ještě stojí za zmínku, že od roku 2006 používají reaktory palivo s nižším obohacením než původně. Je to výsledek snahy USA a Mezinárodní agentury pro atomovou energii o ustoupení od používání vysoce obohaceného paliva, které se dá zneužít pro konstrukci atomové bomby. I přesto se na výrobu terčů, které jsou v reaktoru ozařovány, stále používá vysoce obohacený uran.

Reaktorová hala holandského reaktoru HFR. (Zdroj: www.world-nuclear-news.org)

Další státy

Kromě nejvýznamnějších reaktorů, jako jsou kanadský NRU v Chalk River a holandský HFR v Pettenu, bychom ještě měli zmínit francouzský reaktor Osiris v Saclay, belgický reaktor BR-2 a jihoafrický Safari-1. Těchto pět reaktorů vyrábí téměř všechno technecium 99m, které se používá po celém světě při lékařských vyšetřeních. Zajímavé je to, že všechny jsou staré více jak 40 let. Místo některých jsou plánovány náhrady, u ostatních těžko říci, co se bude dít, až skončí jejich životnost.

Reaktorová budova belgického reaktoru BR-2. (Zdroj: www.sckcen.be)

Reaktorová budova jihoafrického reaktoru Safari-1. (Zdroj: www.engineeringnews.co.za)

Rusko 

Ruská jaderná medicína značně pokulhává za světovými standardy. Podle statistik dnes nemocnice po celém světě používají více než 130 diagnostických metod, zatímco ruské nemocnice jich používají nanejvýš 30. A to jen v nejlepších výzkumných centrech. Výsledkem je to, že ruský pacient s onkologickým onemocněním má šanci jen zhruba deset procent na to, že bude léčen moderními metodami, odpovídajícími světové praxi. A přitom by podle mezinárodních standardů měla být vybavena každá větší nemocnice moderním diagnostickým oddělením a oddělením radiologické léčby.

Rusko bere tuto situaci na vědomí a snaží se ji zlepšit, s programem rozšíření jaderné medicíny v zemi přišla státní jaderná společnost Rosatom. Zásadním krokem je ale modernizace zařízení, neboť Rusko netrpí ani tak nedostatkem nemocnic a onkologických center, jako spíše jejich zastaralostí.

Zajímavé je to, že i přes tuto špatnou situaci doma se Rusko může brzy stát jedním z největších světových vývozců molybdenu 99. Tento izotop je meziproduktem při výrobě technecia 99m, které se používá jako radiofarmakum. Ruský objem výroby molybdenu 99 bude v blízké době zvýšen přibližně dva a půlkrát díky rozvoji centra pro výzkum jaderných reaktorů NIIAR v Dimitrovgradu. Zde začaly 11. prosince 2012 zkoušky druhé výrobní linky, která pomůže zajistit stálost dodávek molybdenu 99. Spuštění druhé výrobní linky je plánováno na 26. prosince 2012. Kromě další výrobní linky má být do konce roku 2013 vybudováno v Dimitrovgragu první ruské federální centrum radiologické medicíny.

Výroba radioizotopu molybden 99 byla v Dimitrovgradu zahájena už 18. prosince roku 2010 a od té doby dosáhla významných úspěchů. Kupříkladu ruský molybden 99 pronikl i na západní trhy, především na kanadský. To se stalo v dubnu roku 2011, kdy do Kanady dorazila první dodávka tohoto izotopu. Rosatom má v plánu dále rozšiřovat výrobu molybdenu 99, neboť podle prognóz expertů se má trh jaderné medicíny zvětšit do roku 2030 přibližně pět a půlkrát. Tím by dosáhl objemu 68 miliard dolarů ročně. Kanadská společnost Nordion Inc. podepsala s ruskou firmou Izotop, která vyrábí v Dimitrovgradu, smlouvu na deset let a zařadila ji do své světové distribuční sítě radiofarmak.

Pohled na centrum výzkumu jaderných reaktorů NIIAR. (Zdroj: www.niiar.ru)

Zdroje:

www.nrureactor.ca

www.atominfo.cz

www.proatom.ru

www.niiar.ru

www.seekingalpha.com

www.en.wikipedia.org