放置在MARIA反应堆堆芯的辐照容器。致谢:波兰国家核研究中心

没有准确的诊断，就很难谈论对病人的有效治疗，特别是在癌症病例中。今天，多达80%的使用放射性药物的诊断程序需要使用钼-99。在未来，使用空间打印制备的铀靶可以提高这种有价值的放射性同位素的生产效率。

这种解决方案的欧洲专利刚刚落在波兰斯维尔克国家核研究中心(NCBJ)的科学家手中。

专利共同发明人Pawe?Sobkowicz教授(NCBJ)表示：“全球对钼-99的需求是巨大的。它是一种放射性同位素，通常在研究核反应堆中生产，即在生产能力有限的设备中生产。这就是为什么不断改进其生产方法如此重要。”

对人体结构和功能进行成像的现代技术在很大程度上依赖于放射性药物，放射性药物是含有适当选择的放射性同位素的活性物质。一旦放射性药物被引入患者体内，就可以通过记录衰变放射性同位素核发射的光子来监测其流速(或积聚位置)。

可转移锝-99m是医学上最重要的放射性同位素之一。它发射的光子不会对组织造成损害，并且很容易被诊断设备的探测器记录下来。此外，这种放射性同位素的半衰期只有六小时，这意味着它在测试后不久就从患者体内消失。

从受试者的角度来看，亚稳态锝-99m的半衰期短是一个优势。这对诊断学家来说是一个挑战，因为它对放射性同位素生产和诊断程序之间可能经过的时间施加了根本的限制。解决这个问题的方法已经知道很多年了：最终进入医院的不是锝，而是正在分解成锝的钼-99。

钼-99的半衰期为67小时。这是确保放射性同位素从生产地安全运输到医院的时间。

该专利的共同作者之一Maciej Lipka说：“钼-99最常见的方法是用中子照射含有低浓度铀-235靶。”

“反应堆中子穿透靶材的能力有限。为了确保尽可能多的铀-235原子核转化为钼-99，靶材通常由铀或其氧化物或硅化物在铝中的分散体制成薄板。瓦片生产过程没有留下太多优化空间。因此，我们提出了一种不同的制备方法铀靶：激光粉末烧结空间打印。”

金属粉末的激光烧结是一种基于使用适当功率的激光选择性地熔化之前均匀分布在工作平台上的容器内的粉末薄层的3D打印类型。在第一层固定后，平台稍微下降，施加下一层粉末，整个循环可以根据需要重复多次。

Sobkowicz教授说：“3D打印技术已经被人们熟知了很长时间，但到目前为止，它们还没有被用于生产反应堆中子辐照的铀靶。然而，我们相信这种生产靶的方法可以有很多优点。”。

在暴露于中子的目标中，会发生核反应，其副产物是热量。3D打印的使用允许优化目标的形状，以便更有效地将热量散发到环境中。因此，靶材本身的温度会降低，这会增加靶材中铀-235的含量。因此，每次暴露都可以产生更多的钼-99。

“在铀靶中发射中子时，不仅会形成钼-99，还会形成许多其他同位素。因此，从反应堆中取出后，必须对每个靶进行适当的化学处理，以隔离钼。同时，借助空间打印，可以制备例如具有非常大活性表面积的开放式靶。”Lipka说：“使用化学溶剂可以更有效地去除。

该专利最有希望的方面可能与提高铀-235本身加工效率的潜力有关。在每个辐照靶中，这种同位素的一些核不发生核转变。因此，可以设计印刷靶的形状，以增加铀的回收量。一旦提取出来，它就可以用来建立更多的目标。

目前，世界上超过10%的钼-99需求由位于华沙附近的波兰研究核反应堆Maria提供。NCBJ还运营着POLATOM放射性同位素中心，该中心是锝发生器和许多放射性药物的生产商。POLATOM产品出口到70多个国家。