Радиационная защита

При наработке значительных активностей ПЭТ-радионуклидов образуются большие потоки бета-частиц или гамма-излучения. Преимущество производства ПЭТ-радионуклидов на циклотроне состоит в том, что при его остановке эмиссия основной части радиации прекращается. Остаточное излучение исходит только от активированных компонентов ускорителя и от уже произведенных ПЭТ-радионуклидов.

При распаде ПЭТ-радионуклидов и последующей аннигиляции позитронов испускаются фотоны с энергией 511 кэВ, от которых легко защититься свинцом (слой половинного ослабления равен 4 мм). Активируемые в циклотроне материалы имеют более продолжительные периоды полураспада - вплоть до года (65Zn, 109Cd и др.), поэтому для работы с циклотроном необходима радиационная защита. Для ее обеспечения существуют два способа:

§ помещение циклотрона в бетонный каньон с толстыми стенами;

§ изготовление циклотрона в комплекте с собственной автономной защитой.

Чем выше энергия ускоренных частиц, тем толще должна быть защита. Каньон циклотрона обычно обеспечивает хороший доступ ко всем его компонентам. С другой, стороны собственная защита циклотрона имеет несколько меньшую стоимость, ее легче устанавливать, она занимает меньше места, однако при ее наличии доступ к мишени и к компонентам циклотрона оказывается затрудненным. Собственная защита включает такие материалы как железо, свинец, вода, борированный полиэтилен. При снятии защиты с циклотрона, например, для его технического обслуживания, может возникать значительная радиационная опасность для обслуживающего персонала от активированных нейтронами компонент циклотрона.

Защита циклотрона должна обеспечивать экспозиционную дозу не более 1-2 мР/час на внешней стороне защиты. Во время работы циклотрона не должно быть людей в каньоне, но они могут присутствовать там при работе с системой защиты, при ремонте циклотрона и т.д. Для непрерывного мониторинга среды используются приборы радиационного контроля с динамическим диапазоном 0,01-100000 мР/час Мониторинг активности, выводимой в окружающую среду во время радионуклидного производства, осуществляется с помощью чувствительных сцинтилляционных радиометров на основе NaI(Tl).

Типичная величина экспозиционной мощности дозы в каньоне при работе циклотрона (протоны с энергией 17 МэВ, 20 мкА, мишень 18О-вода) составляет приблизительно 10 Р/час, в то время как на мишенях при работе с пучком в течение 24 часов эта величина лежит в диапазоне 0,2-1 Р/час.

Синтез РФП сопряжен с использованием начальных активностей ПЭТ-радионуклидов, достигающих нескольких Ки, что приводит к необходимости защиты персонала от облучения. Ввиду высокой проникающей способности аннигиляционного излучения все технологические операции по радиохимии производятся в замкнутом, как правило, небольшом пространстве свинцовых тяжелых боксов, что обусловливает жесткие требования к компоновке элементов технологической схемы.