Ογδόντα τρία χρόνια μετά την πρώτη κατοχύρωση με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας του κυκλοτρονίου, η επιστήμη εξετάζει και πάλι τη διάσπαση ατόμων ως δυνητικό παραγωγό του ραδιενεργού ισότοπου που βοηθά τους γιατρούς να διαγνώσουν εκατομμύρια ασθενείς σε όλο τον κόσμο κάθε χρόνο.
σχετικό περιεχόμενο
- Μόλις μερικούς μήνες μετά την ανακάλυψή του, το X-Ray χρησιμοποιήθηκε στον πόλεμο
- Η περίεργη ιστορία του Westinghouse Atom Smasher
- Μέσα στην τεχνολογία που μπορεί να μετατρέψει το smartphone σας σε προσωπικό γιατρό
Το cyclotron κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την ίδια ημέρα το 1934 από τον Ernest Lawrence, καθηγητή στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϊ. Ο φυσικός έλαβε το βραβείο Νόμπελ του 1939 για την εφεύρεσή του, της οποίας η μεγαλύτερη σημασία στα λόγια της Επιτροπής Νόμπελ ήταν στην "παραγωγή τεχνητών ραδιενεργών ουσιών".
«Το πρώτο cyclotron του Lawrence, με διάμετρο 4 ίντσες, ήταν αρκετά μικρό για να κρατήσει το ένα χέρι», γράφει το περιοδικό Science & Technology Review . "Αυτή η μικροσκοπική συσκευή από ορείχαλκο και κερί σφράγισης, η οποία κοστίζει περίπου 25 δολάρια για την κατασκευή, με επιτυχία επιτάχυνε τα μοριακά ιόντα υδρογόνου στα 80.000 βολτ».
Η ανασκόπηση τελείωσε από το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Livermore. Το εργαστήριο ονομάστηκε προς τιμήν της αριστοκρατικής καριέρας του Lawrence, το οποίο ξεδιπλώθηκε ως επί το πλείστον στη «Χρυσή Εποχή της Σωματιδιακής Φυσικής» που το έργο του Lawrence βοήθησε να εισέλθει.
Σε αυτό το κλίμα, τα πειράματα με το cyclotron βοήθησαν γρήγορα τους επιστήμονες να ανακαλύψουν πολλά από τα ραδιοϊσότοπα που χρησιμοποιούνται σήμερα στην πυρηνική ιατρική, συμπεριλαμβανομένου του technetium-99, που συνήθως ονομάζεται "workhorse of nuclear medicine", λόγω του αριθμού των θέσεων που χρησιμοποιούνται. Ένας γιατρός εγχέει μια μικρή ποσότητα ραδιενεργού ισότοπου στο σώμα ενός ασθενούς. Το ισότοπο απορροφάται από το σώμα του ασθενούς και στη συνέχεια συλλαμβάνεται από σαρωτές που ανιχνεύουν την ακτινοβολία. Με αυτό τον τρόπο, το τεχνήτιο-99 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να δει μέσα στο ανθρώπινο σώμα σε διαδικασίες από καρδιακές δοκιμές αντοχής σε σαρκώσεις οστών. Ο μικρός χρόνος ημιζωής (μόνο έξι ώρες) σημαίνει ότι εξαφανίζεται γρήγορα από το σώμα.
Αλλά για τον υπόλοιπο του εικοστού αιώνα, τα ισότοπα που παρήχθησαν πρώτα χρησιμοποιώντας το απλό κυκλοτρόνιο έγιναν σε πυρηνικούς αντιδραστήρες που τροφοδοτούνται με ουράνιο. Όλα αυτά άρχισαν να αλλάζουν στα τέλη της δεκαετίας του 2000, όταν οι γηρασμένοι αντιδραστήρες που παρήγαγαν technetium-99 αντιμετώπισαν τεχνικά προβλήματα και απειλήθηκε η παγκόσμια ιατρική προσφορά ενός βασικού διαγνωστικού εργαλείου. Ο διευθυντής ενός από αυτούς τους αντιδραστήρες είπε στον Richard Van Noorden για τη Φύση ότι ήταν "ισότοπο ισοδύναμο με διακοπή ρεύματος".
Πολλά νοσοκομεία ήταν έξω από τεχνήτιο-99 για εβδομάδες, έγραψε ο Van Noorden. Και ήταν μόνο η πρώτη φορά. "Η συντριβή κατέστησε οδυνηρά σαφές ότι η παγκόσμια εφοδιαστική αλυσίδα ιατρικών ισοτόπων ήταν επικίνδυνα εύθραυστη, βασιζόμενη σε περίπου τέσσερις κυβερνητικούς επιδοτούμενους αντιδραστήρες που χτίστηκαν τη δεκαετία του 1950 και τη δεκαετία του 1960", έγραψε. Και τώρα που ο μοναδικός αντιδραστήρας παραγωγής ισοτόπων της Βόρειας Αμερικής έχει σταματήσει την παραγωγή, η προσφορά κινδυνεύει περισσότερο από ποτέ.
Κατά τη διάρκεια αυτής της συνεχιζόμενης κρίσης, ορισμένοι πρότειναν μια λύση που περιελάμβανε την επιστροφή στην αρχή: το cyclotron. Μια λύση προέκυψε στον Καναδά, του οποίου ο αντιδραστήρας Chalk River είναι ένας από τους κύριους παγκόσμιους παραγωγούς τεχνητίου-99. Οι ερευνητές σε ολόκληρη τη χώρα συνεργάστηκαν σε πιλοτικά προγράμματα που χρησιμοποιούν τοπικά κυκλοτρόνια για την παραγωγή ιατρικών ισοτόπων που παρήχθησαν κεντρικά στον αντιδραστήρα, αλλά η τεχνολογία για την παραγωγή των ισότοπων σε μεγάλες ποσότητες για την ιατρική κοινότητα δεν είναι ακόμα έτοιμη.
Ορισμένα νοσοκομεία σε όλο τον κόσμο διαθέτουν σήμερα ιατρικές κυκλοτρόνια, αλλά εκτελούν άλλα καθήκοντα στην πυρηνική ιατρική και δεν μπορούν να παράγουν τεχνητίου-99.
Το TRIUMF, το εργαστήριο που εδρεύει στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας, επικεφαλής της κατηγορίας, υποστηρίζει στην ιστοσελίδα του ότι η καινοτομία είναι στην πραγματικότητα μια βελτίωση στο σημερινό σύστημα, επειδή μειώνει τα απόβλητα. Το Technetium-99 έχει μόνο έξι ώρες ημιζωής, τόσο μεγάλο μέρος του "καταλήγει να σπαταλάται, καθώς αποσυντίθεται κατά τη μεταφορά από αντιδραστήρες με μεγάλη απόσταση σε φαρμακευτικές εταιρείες σε νοσοκομεία", αναφέρει η ιστοσελίδα. Η εγκατάσταση τοπικών cyclotrons για την παραγωγή technetium-99 μειώνει τα απόβλητα και θα κάνει τις ιατρικές διαδικασίες ισοτόπων λιγότερο δαπανηρές, σύμφωνα με την ιστοσελίδα.
Σκεφτείτε την πρότασή τους ως δίαιτα 100 μιλίων, μόνο για ιατρικά ισότοπα.
