Technetium-99m-Generator

Ein Technetium-99m-Generator ist ein Radionuklidgenerator 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.

Fünf Technetium-99m-Generatoren

Schematische Darstellung eines Nuklidgenerators

Ausbeute eines Technetium-99m-Generators gegen die Zeit

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 mit 66 Stunden viel größer als die des Tochternuklids ^99mTc mit 6 Stunden. 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.

Die meisten kommerziellen ⁹⁹Mo/^99mTc-Generatoren benutzen ^99mTc-Chromatographie-Säulen, in denen ⁹⁹Mo auf saurem Aluminiumoxid aufgebracht sind. Wenn man eine normale Salzlösung durch die Säulen mit immobilisiertem ⁹⁹Mo und löslichem ^99mTc drückt, 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.

Zerfallsprozess

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

$\mathrm {{}_{42}^{99}Mo_{57}^{*}\longrightarrow _{43}^{99}Tc_{56}^{*}\ +\ e^{-}\ +{\overline {\nu }}_{e}} \ +\ \mathrm {Energie}$

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

Hierbei zerfällt das ⁹⁹Mo mit 66,02 Stunden Halbwertszeit in angeregte Zustände des ⁹⁹Tc. Rund 14 % des ⁹⁹Mo zerfallen mittels Beta-Minus-Zerfall 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.

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