درمان با I131

 

 درمان با I¹³¹

      بيماران براي درمان به دو گروه عمده تقسيم مي شوند : بيماراني با بافت تيروئيد باقيمانده عادي، با / يا بدون متاستاز مخفي و دسته اي با كاركرد اوليه يا سرطان متاستاز. درمان گروه اول ريشه كني[1] ناميده مي شود و اغلب پزشكان 25 تا mCi30 (MBq1110-925)، I – NaI¹³¹ استفاده مي كنند، اگرچه مقادير بالاتري در حدود mCi150 (GBq55/5) هم مورد استفاده قرار گرفته است. براي گروه دوم از بيماران،‌ اغلب كلينيكها از يك مقدار استاندارد اكتيويته استفاده     مي كنند، كه بين mCi100 (GBq7/3) و mCi200 (GBq4/7) بسته به اندازه ناحيه متاستاز متغير است. كمترين مقادير براي آثار سرطان در تيروئيد يا متاستاز غده لنفاوي گردن و بيشترين مقادير براي ريه و متاستاز استخوان داده شده است.

      تخمين دقيق دز تابشي به نواحي تومور امكان پذير نيست، چرا كه مشكلاتي در تعيين حجم متاستاز در فواصل دور وجود دارد. اندازه تومورها و متاستاز غده لنفاوي و مقدار فراجذب I¹³¹ آنها مي تواند از تصاوير سينتيگرافي تخمين زده شود و ممكن است دز تابشي به نواحي محاسبه شود. دز تابشي حاصل از مقادير متداول I¹³¹ در حدود 5000 تا 30000 راد (Gy300-50) است.

      اگرچه درمان تابشي با I¹³¹ ايمن است، پيچيدگيهايي وجود دارد كه ممكن است بعد از معالجه با I¹³¹ با آن مواجه شويم. در حالت ريشه كني يك مقدار بزرگي از بافت تيروئيد با mCi30 (MBq1110) I¹³¹، درد حاد و سوزش تيروئيدها يك امر معمول است. گاهي اوقات‌ كم اشتهايي، حالت تهوع‌ و استفراغ به عنوان علائم تابش به چشم مي خورد. ظاهراً هيچ افزايشي در انتشار ناباروري بعد از معالجه با I¹³¹ مشاهده نشده است. التهاب تابشي ريه در برخي بيماراني كه با مقدار زيادي از I¹³¹ براي متاستاز ريه سرطان تيروئيد درمان مي شوند، اتفاق مي افتد.

      نقصان مغز استخوان در بيماراني كه با مقدار زيادي از I¹³¹ درمان
مي شوند مشاهده شده است. اين اثرات در 5 تا 6 هفته بعد از تجويز دز قابل توجه است. شيوع سرطان خون، هر چند با فراواني كم، بين 2 و 10 سال پس از درمان گزارش شده است و تكرار معالجات با I¹³¹ در فواصل كوتاهي اين فراواني را افزايش مي دهد.

      غده بزاق زير گوش و غدد بزاقي، I¹³¹ را متمركز مي كنند و در طي درمان دز تابشي قابل توجه زيادي را دريافت مي كنند. التهاب شديد غدد بزاقي (سيالادنيت[2]) در %10 بيماران كه با I¹³¹ براي سرطان تيروئيد معالجه شده اند، گسترش       مي يابد. اين شيوع با مقادير بالاتر I¹³¹ بيشتر آشكار مي گردد.

      تأثير درمان با I¹³¹ براي سرطان تيروئيد به محل قرارگيري متاستازها بستگي دارد. توسط اسكن در %68 بيماران با متاستاز غده لنفاوي، در %48 بيماران با متاستاز ريه و تنها در %7 ‌بيماران با متاستاز استخوان مشاهده گرديد كه بهبودي حاصل شده است. پاسخ دهي به درمان با جرم سرطان موجود در يك محل مشخص متناسب است. تا وقتي كه معالجه عملكرد سرطانهاي تيروئيد در مديريت همه بيماران ارزشمند است، ارزش درمان سؤال برانگيز مي باشد.

      بازگشت سرطان تيروئيد در برخي بيماران با برآمدگي و سرطان كيسه اي اتفاق مي افتد. براي سرطان تيروئيد بازگشتي يا متاستازهاي باقي مانده كه به معالجات قبلي پاسخ كمي داده اند، تكرار معالجات با I¹³¹ در فواصل 3 ماه تا 1 سال بستگي به اندازه، ميزان فعاليت، و محل قرارگيري نواحي متاستاتيك دارد. تصويربرداري تمام- بدن پس از معالجه تا زماني كه هيچ تومور قابل آشكارسازي يا فراجذب متاستاتيك براي 2 سال پيوسته وجود نداشته باشد به صورت ساليانه صورت می گيرد. همچنين ساير شاخصهاي كلينيكي از قبيل TSH، سرم تري گلوبين و تصوير راديوگرافي براي آگاهی از روند معالجه بكار گرفته مي شوند. بايد توجه شود كه، بر طبق بسياري از تحقيقات، درمان با I¹³¹ براي درمان سرطان تيروئيد نخاعي استفاده نمي شود.

---

1 - Ablation

1 - Sialadenitis

کاربردهاي درماني راديوداروها در پزشکی هسته ای

 

کاربردهاي درماني راديوداروها در پزشکی   هسته ای

 

درمان پركاري تيروئيد

پركاري تيروئيد يك بيماري شايع ناشي از فعاليت زياد هورمون تيروئيد است و از تعدادي فرآيندهاي بيماري زا ناشي مي شود. راهكارهاي چندي در درمان پركاري تيروئيد بكار گرفته شده است، به عنوان مثال، استفاده از داروهاي آنتي تيروئيد از قبيل پروپيلودراكيل يا متي مازول، تيرودكتومي، اما دارودرماني و معالجه با I¹³¹ از متداولترين انتخابها هستند.

علت اساسي استفاده از درمان راديو يد اين است كه تيروئيد انباشته شده و غده ها را با تابشهاي g و^-b تابش دهي مي كند، در حدود %90 كل دز تابشي از ذرات ^-b ناشي مي شود. چندين روش انتخاب دز درماني I¹³¹ در حال استفاده است. ساده ترين روش تجويز مقدار يكساني از يديدسديم- I¹³¹، معمولاً 3         تا mCi 7 (MBq259-111)، براي همه بيماران با شرايط كلينيكي پركاري تيروئيد مشابه مي باشد. تقريباً %60 بيماران از معالجه پركاري تيروئيد در مدت 3 تا 4 ماه بهبودي حاصل مي كنند و يك معالجه ثانوي براي 25 تا 30 درصد‌ ساير بيماران بكار مي رود. اين روش اكتيويته ثابت محدوديتهايي دارد، زيرا اكتيويته تجويز شده دلخواه است و به شدت بيماري يا وزن غدد ارتباطي ندارد.

متداولترين روش معالجه I¹³¹‌ تجويز مقدار خاصي از I¹³¹‌ بر حسب ميكروكوري بر گرم از تيروئيد، براساس ارزيابي فراجذب تيروئيد و جرم غدد
مي باشد. فرض بر اين است كه نيمه عمر بيولوژيكي ميانگين I¹³¹‌ براي كليه بيماران يكسان است. رابطه تجربي براي اين روش به صورت زير داده مي شود:

 =    µCi تجويز

100 × (g) جرم تيروئيد ×µCi /g

(%) فراجذب در 24 ساعت

 بسياري از كلينيك ها از يك دز 55 تا µCi80 (MBq3-2) بر گرم براي بيماري گراوس[1] استفاده مي كنند. چنانچه فرض شود µCi1 ( kBq37) انباشته شده در تيروئيد، منجر به 1 راد (Gy01/0) دز تابشي شود، آنگاه، يك دز µCi80 (MBq96/2) بر گرم برای مثال rad 6400‌ (Gy64) به غدد تيروئيد 60 گرمی با ميزان فراجذب %75‌ مي دهد. جرم تيروئيد از طريق معاينه يا عكس تيروئيد تخمين زده مي شود. براي بيماران با غدد بسيار بزرگ و شديداً پركار، دز بزرگتري در حدود 160 تا µCi200 (MBq 4/7-9/5) بر گرم براي بدست آوردن پاسخ سريعتر تجويز مي شود.

            درمان I¹³¹‌ براي زنان باردار ممنوع است، زيرا I¹³¹‌ از ديواره جنيني عبور  مي كند و مي تواند باعث مخاطرات تابشي به تيروئيد جنين گردد. تيروئيد جنين در هفته دهم حاملگي شروع به انباشت يد مي كند و از اين رو درمان I¹³¹‌ در طی يا بعد از اين زمان بايد ممنوع شود. همچنين،‌ در دوره زماني قبل از هفته دهم حاملگي، بخشي از درمان ممكن است موجب پرتوگيري تابشي به جنين شده و از اين رو نبايد صورت گيرد. پيشنهاد شده است كه يك آزمون بارداري قبل از شروع درمان با I¹³¹ براي كليه خانمها در سنين پتانسيل حاملگي انجام شود. به بيماران معالجه شده با I¹³¹ توصيه مي شود كه حاملگي را حداقل 6 ماه پس از درمان به تعويق بيندازيد.

      در بيماري گراوس، بهبود كامل پركاري تيروئيد در %60 بيماران بعد از معالجه بدست مي آيد. براي بيماران با پركاري تيروئيد شديد، به ويژه بيماران مسن تر، قبل از شروع درمان با I¹³¹، درمانهايي با استفاده از داروهاي آنتي تيروئيد بكار گرفته مي شود تا نتايج بهتري حاصل گردد.

      بازگشت پركاري تيروئيد پس از اولين معالجه در حدود 6‌ تا 14 درصد از بيماران يافت مي شود و نياز به تكرار درمان با I¹³¹ وجود دارد. پركاري تيروئيد در بين 25 تا 40 درصد بيماران معالجه شده، بويژه آنهايي كه با دزهاي بالايي از I¹³¹ درمان شده اند، مشاهده مي شود. بمنظور كاهش شيوع پركاري تيروئيد، دزهاي كمتر يا تقسيم شده اي از I¹³¹ در يك مدت طولاني تري تجويز مي شود. بعد از درمان با I¹³¹، داروهايي از قبيل تيوميدس[2] ، يد پايدار و عوامل مسدود كننده آدرنالين ^-b (پروپرانولول، متوپرولول و...) بمنظور كنترل پركاري تيروئيد به بيماران داده مي شود.

      گواتر چند غده اي سمي (بيماري پلومر[3]) در مقابل درمان I¹³¹ بسيار مقاوم هستند و به طوري كه با چندين ميزان دز بالاي I¹³¹ درمان مي شوند. به علت مقاومت در مقابل درمان، شيوع پركاري تيروئيد در اين گروه از بيماران پايين است. اين بيماران بايد براي درمان با I¹³¹ با پيش درمان آنتي تيروئيد آماده شوند.

      در تعداد كمي از بيماران، نتايج تشديد پركاري تيروئيد به شرايطي از قبيل نارسايي قلبي و بحران تيروئيد در مدت 3 تا 5 روز بعد از درمان با I¹³¹ بايد توجه شود. اين نتايج ناشي از آزادسازي مفرط 3T و4T از غده تيروئيد درمان شده است. به هر حال، امروزه شيوع پركاري تيروئيد وخيم از طريق استفاده از پيش پروپرانولول براي درمان كاهش يافته است.

درمان سرطان تيروئيد

      انواع مختلف سرطانهاي تيروئيد شامل سرطانهاي داراي برآمدگي و
كيسه اي با I¹³¹ قابل درمان هستند، زيرا اگرچه خيلي كوچك هستند، قابليت تمركز I¹³¹ را دارند. سرطانهاي تيروئيد نخاعي و آناپلاستيك، I¹³¹ را جمع      نمي كنند و از اين رو درمان با I¹³¹ براي درمان اين سرطانها بي ارزش است. سرطانهاي داراي برآمدگي و كيسه اي در قسمتهاي مختلف بدن از يك نقطه به نقطه ديگر گسترش يافته و اغلب ميزان وسعت گسترش قبل از شروع درمان با I¹³¹ نياز به ارزيابي دارد.

      قبل از درمان I¹³¹، اغلب بيماران متحمل جراحي كل و يا قسمت اعظمي از تيروئيد مي شوند كه در آن بافتهاي سرطاني به انضمام مقداري از بافتهاي سالم برداشته مي شوند. جداسازي بافتهاي سالم باعث پركاري تيروئيد مي شود و نتيجه آن يك افزايش TSH داخلي را دربردارد كه سرطان باقي مانده را براي متمركز كردن  I¹³¹ تحريك مي كند. همه داروهاي خوراكي هورمون تيرون (4T) براي 6 هفته قبل از شروع درمان به منظور درمان متوقف مي شوند. گاهي اوقات كربنات ليتيم قبل از درمان با I¹³¹ تجويز مي شود زيرا ليتيم از آزادسازي I¹³¹ از سرطان تيروئيد جلوگيري مي كند.

---

1 - Graves

1 - Thiomides

2 - Plummer

واژگان تخصصی در پزشکی هسته ای

واژگان تخصصی در پزشکی هسته ای

آنتي بادي (Ab) : ماده اي که در پاسخگويي به يک آنتی ژن توليد مي شود و يک ترکيب خاصي با آن تشکيل مي دهد.

 

آنتي بادي (Ag) : ماده اي که مي تواند آنتی بادی توليد کند و به طور خاص به آن بپيوندد.

 

اتاقک يونش : دستگاهی پر شده با گاز که براي اندازه گيري راديواکتيويته يا پرتودهي بر حسب تعداد جفت يونهاي توليد شده در گاز به وسيله تابشها بکار مي رود.

 

اثر بيولوژيکي نسبي (RBE) : فاکتوري که براي محاسبه دز معادل بر حسب رم از راد استفاده مي شود. آن به صورت  نسبت اندازه يک تابش استاندارد که يک آسيب بيولوژيکي معيني را موجب مي شود به مقدار تابش مورد بحث که آسيب بيولوژيکي يکساني را بوجود مي آورد تعريف مي شود.

 

ارگ : واحد انرژي يا کار انجام شده توسط يک نيروي 1 ديني در يک فاصله 1 سانتيمتری .

 

اسکن يا تصويربرداري سنتيلاسيون : ثبت توزيع راديواکتيويته در بدن يا بخشي از بدن يا استفاده از يک آشکارساز.

اريتروپويسيس : فرآيند تشکيل سلولهاي قرمز خون.

 

الکترون ( ) : يک ذره باردار منفي که اطراف هسته اتمها مي چرخد. آن داراي بار ^{10 -}10× 8/4 واحد الکتروستاتيک و جرم ^{28 -}10×1/9 گرم، معادل MeV 511/0 يا معادل  جرم پروتون است.

 

الکترون اوژه : الکتروني از لايه بيروني الکتروني، توسط پرتو x  که همه انرژي خود را منتقل مي کند، پرتاب مي شود.

 

الکترون ولت (eV) : انرژي جنبشي که از يک الکترون زماني که ميان يک اختلاف پتانسيل eV1 شتاب گرفته است بدست مي آيد.

 

اکتيويته ويژه : مقدار اکتيويته بر واحد جرم يک راديونوکليد يا ترکيب نشاندار.

 

 اکسايش : فرآيندي شيميايي که در آن يک اتم يا گروهي از اتمها الکترونهاي خود را براي باردارشدن مثبت بيشتر از دست مي دهند.

 

انتقال انرژي خطي (LET) : انرژي انباشته شده توسط تابش بر واحد طول ماده که تابش از ميان آن عبور مي کند. واحد معمول آن keV/μm  است.

 

اندام بحراني : اندامي که يک اندام حياتي براي بدن انسان است و پس از تجويز راديواکتيويته بالاترين دز تابشي را دريافت مي کند.

 

اندام هدف : اندامي که براي عکسبرداري مورد نظر باشد و يک مقدار بالايي از راديواکتيويته تجويزي را دريافت کند.

انرژي بستگي : انرژي براي اتصال دو موجود به يکديگر. در يک هسته، آن عبارتست از مقدار انرژي مورد نياز براي جدا کردن يک نوکلئون از ساير نوکلئونها در هسته. در يک پيوند شيميايي، آن عبارتست از انرژي مورد نياز براي جدا کردن دو مشترک پيوند شده در يک فاصله محدود.

 

انفارکت : ناحيه اي از بافت مرده که به علت کمبود کامل جريان خون است.

 

ايزوبار : هسته هايي که عدد جرمي يکسان دارند، يعني، مجموع نوترونها و پروتونهاي يکسان. به عنوان مثال  و

 

ايزوتوپ : نوکليدهايي که عدد اتمي يکسان دارند، يعني، تعداد پروتونها در     هسته ها يکسان است. مثلاً  و

 

ايزوتون : نوکليدهايي که تعداد نوترونهاي يکسان در هسته دارند. براي مثال  و   ايزوتون هستند.

 

ايزومر : نوکليدهايي که عدد اتمي و جرمي يکسان دارند اما در انرژي و اسپين اختلاف دارند. براي مثال Tc⁹⁹ وTc  ^{m 99} ايزومر هستند.

 

بدون اضافه حامل (NCA) : عبارتي که براي مشخص کردن حالت يک ماده راديواکتيو که هيچ ايزوتوپ پايداري به طور عمدي اضافه نشده است, استفاده مي گردد.

 

برامشترالانگ : فوتونهاي پرتو- گاما که کاهش سرعت ذرات باردار در نزديک هسته هاي يک اتم توليد مي شوند.

بکرل (Bq) : واحد اکتيويته. يک بکرل معادل 1 تجزيه بر ثانيه است.

 

بيگانه خواري : فرآيندي که در آن سلولهاي بيگانه خوار مواد خارجي به صورت  ذره را از جريان خون جدا مي کنند. ذرات کلوئيدي توسط سلولهاي بيگانه خوار در کبد جدا مي شوند.

 

پارنترال : اصطلاحي که مسير تجويز دارو بجز مسير خوراکي را نشان مي دهد. مثالهايي عبارتند از مسير رحم، درون وريدي، درون ماهيچه اي.

 

پاينوسيتوسيس : جذب مايع توسط سلولها.

 

تابش نابودي : تابشهاي با انرژي keV 511 که در زاويه ^º180 پس از اينکه يک ذره ⁺β توسط پيوستن با يک الکترون در ماده نابود مي شود، گسيل مي گردند.

 

تبديل الکتروني (  ) : تبديل داخلي را ملاحظه کنيد.

 

تبديل داخلي : حالت جايگزين با فروپاشي پرتو گاما در هسته هاي برانگيخته که انرژي به يک الکترون مداري منتقل و سپس از مدار بيرون انداخته مي شود.

 

ترکيب نشاندار : ترکيبي که مولکول با يک راديونوکليد برچسب گذاري مي شود.

 

تضعيف : فرآيندي که توسط آن شدت تابش از طريق جذب و/ يا پراکندگي در طي آن از ماده کاهش مي يابد.

 

توقيف گلبولها : فرآيند جداسازي سلولها، از قبيل جداسازي گلبولهاي فرسوده قرمز خون توسط طحال.

 

ثابت فروپاشي (λ) : کسري از اتمهاي يک جزء راديواکتيو که بر واحد زمان فروپاشي مي کند. آن به صورت  توصيف مي شود که     نيمه عمر راديونوکليد است.

 

جذب: فرايندي که در طي آن انرژي تابشي در اثر عبور از ماده از دست مي رود.

 

حالت شبه پايدار (m) : يک حالت برانگيخته از يک نوکليد که به ساير حالتهاي برانگيخته يا حالت پايه با يک نيمه عمر قابل اندازه گيري فروپاشي مي کند.

 

حامل : يک عنصر پايدار که در مقادير قابل آشکارسازي به يک راديونوکليد از عنصر همسان افزوده مي شود، معمولاً براي سهولت فرآيند شيميايي راديونوکليد.

 

حامل- آزاد : عبارتي که براي نمايش غياب هر يک از اتمهاي ايزوتوپيک پايدار در يک نمونه راديونوکليد استفاده مي شود.

 

خشک کردن توسط انجماد : فرآيندي که توسط آن يک ماده مايع سريعاً منجمد و سپس خشک مي گردد يا تحت يک خلأ بالا آب آن گرفته مي شود.

 

خلوص راديوشيميايي : کسري از کل راديواکتيويته در فرم شيميايي مطلوب. اگر MAA - ^mTc⁹⁹ ،90 درصد خالص باشد آنگاه 90 درصد از راديواکتيويته درMAA  - ^mTc⁹⁹ است.

خلوص راديونوکليدي : کسري از کل راديواکتيويته در فرمي از راديونوکليد مربوطه. هر راديواکتيويته خارجي از قبيل Mo⁹⁹ در راديوداروي ^mTc⁹⁹ يک ناخالصي است.

 

خون منعقد شده در رگ (لخته) : لخته خون که به صورت  چسبناک در نقطه اي از تشکيل آن بروي يک رگ خوني باقي مي ماند.

 

دز : انرژي تابشي جذب شده توسط هر ماده.

 

دز معادل تجمعي (_50T, H) : دز معادل اندامها يا بافتهاي مرجع (T) که از فراجذب مواد راديواکتيو يک فرد در طي دوره زماني 50 سال در پی يک فراجذب دريافت مي گردد.

 

دز معادل سطحي (_s H) : دز معادل يک بافت به عمق cm 007/0 (² mg/cm7 ) که در کل يک ناحيه ² cm 1 متوسط گيري شده است ناشي از پرتوگيري خارجي پوست.

 

دز معادل عمقي (H_d) : دز معادل در يک بافت به عمق cm 1 (² mg/cm1000) ناشي از پرتوگيري خارجي تمام بدن.

 

دزيمتر: ابزاري براي اندازه گيري دز تجمعي از تابش دريافتي در طي يک مدت پرتوگيري تابش.

 

دزيمتري : محاسبات يا اندازه گيريهاي دز جذب شده تابشي.

 

دقت : يک عبارتي که استفاده مي شود براي نمايش اينکه چه ميزان اندازه گيري يک کميت به مقدار صحيح آن نزديک است.

 

راد : واحد دز جذب شدهتابشي. يک راد معادل 100 ارگ از انرژي تابشي انباشته شده بر گرم از هر ماده اي است، يا   .

 

راديکال آزاد : يک گونه شيميايي با واکنش پذيري بالا که يک يا تعداد بيشتري الکترون جفت نشده دارد.

 

راديودارو : يک داروي راديواکتيو که مي تواند به طور ايمن به انسان براي مقاصد تشخيصي و درماني تجويز شود.

 

راديوليز : فرآيندي که در آن ترکيب راديونشاندار توسط تابشهاي ناشي از راديونوکليد در مولکولهاي نشاندار شکسته مي شود.

 

ردياب : راديونوکليد يا ترکيب نشانداري با يک راديونوکليد که ممکن است براي توزيع متعاقب يا امتداد مسير شيميايي، فيزيکي يا فرآيند متابوليکي آن استفاده شود.

 

رونتگن : کميتي از تابشهاي x و γ که يک واحد الکتروستاتيک از بار مثبت يا منفي در ³ cm 1 از هوا در C ^º0 و فشار 760 ميليمتر جيوه (STP) توليد مي کند. آن معادل با  _هواC/kg  ^4-10× 58/2 است.

 

رونتگن معادل انسان (rem) : دز معادل که به صورت حاصل ضرب دز جذب شده (راد) در اثرات بيولوژيکي نسبي يا فاکتور کيفي يا فاکتور وزني تابشي از تابش مورد بحث تعريف مي شود.

ژنها : ژنها ترکيباتي از بخشهاي مولکولي DNA هستند و اساس واحد هاي موروثي در همه سيستمهاي زنده مي باشند.

 

سطح مقطع (σ) : احتمال رويداد يک واکنش هسته اي يا تشکيل يک راديونوکليد در يک واکنش هسته اي. آن برحسب واحد بارن توصيف مي گردد؛                يک بارن = ² cm ^24-10 .

 

سيورت (Sv) : واحد دز معادل و برابر با 100 رم.

 

شتابدهنده: ماشيني براي شتاب دادن ذرات باردار به صورت  مسير خطي يا     دايره اي توسط اجزاء يک ميدان الکترومغناطيسي ذرات شتاب داده شده از قبيل ذرات آلفا، پروتونها، دوترونها و يونهاي سنگين که داراي انرژي زياد هستند و مي توانند موجب واکنشهاي هسته اي توسط تابش دهي اتمهاي هدف شوند.

 

شکافت (f) : يک فرايند هسته اي که در آن هسته هاي سنگين تقريباً به دو هسته معادل کوچکتر تقسيم مي شوند، که به همراه گسيل 2 يا 3 نوترون.

 

صحت : اصطلاحي که براي نمايش تکرار پذيري اندازه گيري يک کميت زماني که به طور تکراري تعيين مي شود, بکار مي رود.

 

ضريب جذب (μ) : کسري از انرژي تابشي جذب شده بر واحد ضخامت (ضريب جذب خطي) يا بر واحد جرم جذب کننده (ضريب جذب جرمي).

 

عامل شلاته کردن : يک ترکيبي که با يک يون فلزي از طريق تعداد بيشتري از پيوندهاي کووالانسی کئوردينانسی، پيوند خورده مي شود.

عدد اتمي (Z) : تعداد پروتونها در هسته يک اتم. 

 

عدد آووگادرو: تعداد مولکولها در يک گرم- مول از هر ماده يا تعداد اتمها در يک گرم- اتم از هر عنصر. معادل ²³ 10× 02/6 است.

 

عدد جرمي (A) : تعداد کل پروتونها و نوترونها در هسته هاي يک نوکليد.

 

عمر متوسط (e) : مدت زماني که يک راديونوکليد به طور ميانگين قبل از فروپاشي وجود دارد. آن از طريق  به نيمه عمر و ثابت فروپاشي مرتبط مي گردد.

 

عمر ميانگين : عمر متوسط را ملاحظه کنيد.

 

فاکتور کيفي (QF) : فاکتوري وابسته به انتقال خطي انرژي است که در دز جذبي براي محاسبه دز معادل بر حسب رم بکار مي رود. آن در حفاظت در برابر تابش براي بدست آوردن مقدار آسيب تابشي مرتبط با تابشهاي متفاوت بکار مي رود. براي پرتوهاي x و γ و β يک و براي نوترونها و پروتونها 10 است.

 

فاکتور وزني بافت (_T W) : فاکتوري مرتبط با حساسيت پرتويي از بافتهاي گوناگون در سيستمهاي زنده.

 

فاکتور وزني تابش (W_r) : فاکتور کيفي را نگاه کنيد.

 

فانتوم : حجمي از يک ماده مصنوعي که براي شبيه سازي خواصي يک اندام يا قسمتي از بدن هنگامي که پرتودهي تابشي مي گردد, ساخته شده است.

فروشويي : روشي از "پاک کردن از طريق شستشو" يک ماده جاذب از يک ماده جاذب سطحي جامد (از قبيل رزين تبادل يوني) با يک مايع.

 

کاستي جرم : اختلاف بين جرم نوکلئونها و جرمهاي مقيد شده نوکلئونهاي جداگانه يک نوکليد.

 

کاهش : فرآيندي شيميايي که در آن يک اتم يا گروهي از اتمها براي باردار شدن منفي بيشتر الکترونها را دريافت مي کنند.

 

کلوييد : نوعي از پخش ماده در مايع. اندازه ذرات پخش شده (کلوييد) از محدوده nm10 تا mμ 1 است.

 

کم خوني موقت : شرايطي که در آن ناحيه اي از بافت کمبود خون رساني دارد.

 

کوري (Ci) : واحد راديواکتيويته. يک کوري به صورت  ¹⁰ 10×7/3 تجزيه بر ثانيه تعريف مي شود.

 

گذار ايزومري (IT) : فروپاشي حالت برانگيخته يک نوکليد به حالت برانگيخته پايين تر يا حالت پايه.

 

گرفتگي ناشي از لخته : يک لخته خون نسبتاً بزرگ که از يک رگ خوني رها   مي شود و در يک رگ کوچکتر جايگزين مي شود, به طوري که جريان خون را مسدود مي کند.

 

گري (Gy) : واحد دز تابشي در واحدهاي SI يک گري معادل 100 راد است.

گيراندازي الکترون (EC) : حالتي از فروپاشي يک راديونوکليد با افزوني پروتون که در آن يک الکترون مداري توسط هسته گير اندازي مي شود و توأماً از طريق گسيل يک نوترينو و پرتوهاي x مشخصه همراه است.

 

گيراندازي K : حالتي از فروپاشي راديواکتيو که در آن الکترون از لايه K توسط هسته گير انداخته مي شود.

 

لايه نيم- مقدار (HVL) : ضخامتي از هر ماده جاذب که براي کاهش شدت يا پرتودهي يک باريکه تابشي به نصف مقدار اوليه، هنگامي که در مسير باريکه قرار مي گيرد لازم است.

 

مولاريته (M) : تعداد گرم مولها از يک جسم حل شده در ml1000 از يک محلول.

 

مولد راديونوکليد : دستگاهي که در آن دختر با نيمه عمر کوتاه به طور شيميايي جداسازي مي شود و به طور متناوب از مادر با نيمه عمر بلند به روي يک ماده جاذب سطحي، جذب سطحي مي شود. براي مثال Tc ^{m 99} از Mo⁹⁹ از مولد مولي توسط شستشو با سالين جدا مي شود.

 

ميزان دز : يک جمله متعارف براي مقداري از راديوداروي تجويز شده بر حسب ميکروکوري يا ميلي کوري  يا بکرل.

 

نرماليته (N) : واحد غلظت محلول. يک محلول N 1 شامل 1 گرم وزن معادل از يک ماده در ml1000 محلول است. يک وزن معادل از يک ماده به صورت وزني از يک ماده که با يک مولکول از هيدروژن يا هيدروکسيل آزاد مي شود يا واکنش مي دهد, تعريف مي شود.

نوترون حرارتي : نوترونهاي با انرژي حرارتي eV 025/0 .

 

نوترينو (ν) : ذره اي بدون بار و جرم که با انرژي متغير به همراه فروپاشي ^– β و ⁺ β و گيراندازي الکترون از راديونوکليدها گسيل مي شود.

 

نوکلئون : يک اصطلاح متداول براي نوترونها يا پرتونها در هسته يک نوکليد.

 

نيمه عمر بيولوژيکي (T_b) : مدت زماني که نيمي از يک دز تجويز شده از يک ماده از طريق فرآيندهاي بيولوژيکي از قبيل ادرار يا مدفوع، دفع مي شود.

 

نيمه عمر فيزيکي (T_p) : نيمه عمر را نگاه کنيد.

 

نيمه عمر موثر (T_e) : زمان مورد نياز براي اينکه ميزان دز اوليه تزريق شده از طريق هر دو مقدار فروپاشي فيزيکي و دفع بيولوژيکي يک راديونوکليد به نصف تقليل يابد. مقدار آن با رابطه  داده مي شود که در آن  T_e نيمه عمر مؤثر، _p T و_b  T به ترتيب نيمه عمر فيزيکي و بيولوژيکي هستند.

 

نيمه عمر ( ) : که مشخصه منحصر به فرد يک راديونوکليد، که به صورت مدت زماني که اکتيويته اوليه يک راديونوکليد به نصف کاهش مي يابد, تعريف         مي شود. رابطه آن با ثابت فروپاشي به صورت    است.

 

واحد جرم اتمي : مطابق تعريف، يک دوازدهم جرم  _، معادل gr ^24-10 × 66/1 يا MeV 931. 

 

وکتورها : حاملهايی از ژنها براي تحويل درون تني به سيستمهاي زنده هستند. ويروسها مثالهايي از حاملها براي تحويل ژنها هستند.

 

هوازيست : يک عبارتي که استفاده مي شود براي نمايش رشد ميکروارگانيسم ها در حضور اکسيژن.

 

هماتوکريت : کسر حجمي درصد قرمز خون در کل خون.

 

همسوساز : ابزاري براي محبوس کردن باريکه ای تابشي درون يک ميدان خاص از ديد. همسوسازها ممکن است به صورت  همگرا، مشبک، واگرا و انواع سوراخدار موازي باشند.

 

هيدروليز : فرآيندي که در آن يک ترکيب از طريق واکنش با آب، زماني که آب به عنوان حلال مورد استفاده قرار گيرد به دو مؤلفه تجزيه مي شود.

 

يون : يک اتم يا گروهي از اتمها با بار مثبت (کاتيون) يا بار منفي (آنيون)

 

DNA : دئوکسي ريبونوکلئيک اسيد يک مولکول دو کرانه است که بر پايه جفتهايي بين آدنيان و ديماين و گواناين و سيتوساين ساخته شده است. جفتهاي پايه در دو کرانه از طريق پيوندهاي هيدروژن متصل شده اند. مولکولهاي DNA مشخصات نهادهاي زنده را حک مي کنند.

 

 : دز انرژي از يک ماده که هنگامي که به گروهي از هر گونه زنده تزريق مي گردد، %50  از گروه در مدت 60 روز کشته مي شوند.

 

mRNA : حامل اسيد ريبونوکليک که توليد پروتئين ها مي کند، هنگامي که يک ژن فعال شده و مورد رونويسی و ترجمه می گيرد.

 

pH : واحد غلظت يون هيدروژن. به طور متداول با منفي لگاريتم غلظت يون هيدروژن در يک محلول داده مي شود : [⁺ H]₁₀ log - =pH  

 

 

راديوداروهاي نشاندار با Tc-99m

 

راديوداروهاي نشاندار با Tc-99m

مبناي اصلي نشاندار نمودن ^mTc⁹⁹ مستلزم احيا ^7+mTc⁹⁹ به يک حالت اکسايش است که بتواند با مولکول شلات مورد نظر پيوند دهد. در بسياري از حالات، کيتها براي راديوداروهاي ^mTc⁹⁹ براي مصرف روزمره کلينيکي قابل دسترس هستند. اين کيتها داراي عامل شلاته مورد نظر و عمل احياء دو مقادير مناسب هستند. در بعضي از کيتها، پايدار کننده هاي مقتضي اضافه مي شود. حدود حجم و اکتيويته ^mTc⁹⁹ که مي تواند به ويالهاي کيت ويژه افزوده گردد، و زمان انقضاء در بسته بندي ها بوسيله سازنده داده مي شود. براي بسياري از راديوداروهاي ^mTc⁹⁹، زمان انقضاء 6 ساعت، معادل نيمه عمر فيزيکي ^mTc⁹⁹ (ساعت 6 = _2/1t ) است. تأثير بسته بندي مورد نظر شامل دماهاي نگهداري براي کيتها قبل و بعد از فرمولاسيون با ^mTc⁹⁹ مي باشد. ذيلاً توضيحاتي از ويژگيهاي راديوداروهاي     - ^mTc⁹⁹ که مستمراً مورد استفاده قرار مي گيرند ارائه مي شود.

 

سديم پرتکنتات- ^mTc⁹⁹

₄– NaTcO ^mTc⁹⁹ (با نيمه عمر برابر 6 ساعت) از مواد ^mTc⁹⁹ Mo –⁹⁹ محلول سالين شسته مي شود. اين مولدها بوسيلهMallincKrodt Medical Inc،  Bristol – Myers Squibb ، Amersham Health ، و ديگران تهيه و توزيع مي گردد. محلول ^-₄^mTcO⁹⁹ حاصل از مولد براي نفوذ Mo⁹⁹ و Al مورد آزمايش قرار مي گيرد و مايعات براي تهيه کيتهاي مختلف، بصورتي که در ذيل توضيح داده شده مورد استفاده قرار مي گيرند. عمر نگهداري  ^-₄^mTcO⁹⁹ برابر 12 ساعت پس از شستشو بوده و مي تواند در دماي اتاق نگهداري گردد. حالت اکسايش تکنسيم در  ^-₄^mTcO⁹⁹ برابر ⁺ 7  است.

^-₄^mTcO⁹⁹ ابتدائاً براي تهيه راديوداروهاي نشاندار با ^mTc⁹⁹ بکار مي رود ولي خود براي تصويربرداري تيروئيد و آشکارسازي زائده روده يا مثانه در کل نيز مورد استفاده قرار مي گيرد.

 

آلبومين سرم انساني نشاندار با ^mTc⁹⁹

کيتهاي آلبومين سرم انساني[1] (HAS) حاوي HAS و ⁺²Sn بصورت تجارتي در ويالهاي چند دزي تهيه شده توسط آمرشام (A.H.) قابل دسترس هستند. لازم است کيتها در 2 تا 8 درجه سلسيوس نگهداري شده، و قبل از نشاندار کردن با   ^-₄^mTcO⁹⁹ ويال بايد تا دماي اتاق گرم گردد. نشاندار شدن با افزودن ^-₄^mTcO⁹⁹  به ويال کيت انجام پذيرفته و بازدهي نشاندار شدن بالاتر از 90% است. PH ،     – HAS ^mTc⁹⁹ از 5/2 تا 3/3 است. – HAS ^mTc⁹⁹ بايد در ^°C 8- 2 نگهداري شود.

– HAS ^mTc⁹⁹ براي مدت 6 ساعت پس از فرمولاسيون خوب است. سالين بدون نگهدارنده بايد براي رقيق نمودن ^-₄^mTcO⁹⁹  يا – HAS ^mTc⁹⁹ بکار رود. محتواي ويال بايد بطور کامل قبل از استفاده براي مريض مخلوط گردد.

حالت اکسايش تکنسيم در – HAS ^mTc⁹⁹ بدقت معلوم نيست، ولي برابر ⁺5 فرض مي شود.

– HAS ^mTc⁹⁹ براي تصوير برداري استخر خوني بوسيله عبور اول يا روش دريچه سدي بکار مي رود.

 

آلبومين ماکروآگرگيته- ^mTc⁹⁹

آلبومين ماکروآگرگيته[2] (MAA) بوسيله گرم نمودن مخلوطي از آلبومين سرم انساني (HAS) و کلريد قلع (II) يا تارتارات در بافراستات (  0= PH ) ، نقطه ايزوالکتريک آلبومين) در ^°C80 تا ^°C90 به مدت 30 دقيقه تهيه مي شود. سپس ذرات جهت جداسازي هرگونه يون قلع (II) و معلق در سالين با سالين شسته
مي شود. متعاقباً سوسپانسيون به ويالهاي براي مصرف در کيتها تقسيم
مي گردد.

کيتهاي تجارتي به شکل ليوفيلي قابل دسترس بوده و معمولاً داراي ذرات MAA، کلريد قلع (II) دي هيدرات با تارتارات و HCl يا NaOH افزوده شده براي تنظيم PH هستند. علاوه بر آن، سازندگان مختلف محتويات غير فعال ديگر همچون استات سديم، HAS ، اسيد ساکسينيک و لاکتوز را براي آسان نمودن پراکندگي ذرات در طي ساختن با پرتکنتات اضافه مي کنند. تعداد ذرات از يک تا 12 ميليون در هر ميلي گرم آلبومين آگرگيته وجود دارد. شکل ذرات غير منظم بوده و اندازه آلفا از بين 10 و 9 ميکرومتر است و ذره اي بزرگتر از μm150 وجود ندارد. کيتها قبل از نشاندار کردن با ^mTc⁹⁹ با ^°C 8- 2 نگهداري شوند. بعضي از کيتها در    ^°C 25-20 قابل نگهداري هستند. تهيه – MAA ^mTc⁹⁹ با بکار بردن يک کيت تجارتي مستلزم گرم نمودن اوليه ويال تا حد دماي اتاق و به دنبال آن افزايش ^-₄^mTcO⁹⁹ است. در بعضي از کيتها لازم است ويالها به مدت 2 تا 15 دقيقه براي حداکثر چسبندگي بمانند. بازدهي نشاندار کردن بالاتر از 90 درصد است. تهيه مواد براي 6 تا 8 ساعت خوب است و بايد پس از تشکيل در ^°C 8- 2 نگهداري شوند.

در مراحل تهيه – MAA ^mTc⁹⁹ اندازه ذرات بوسيله يک هموسالتيومتر ( اندازه شبکه μm150) زير يک ميکروسکوپ نوري مورد بازرسي قرار گرفته و سوسپانسيون هاي حاوي ذرات بزرگتر از μm150 بايد دور انداخته شوند. قبل از مصرف دز اثري براي بيمار، براي ساختن يک سوسپانسيون همگن لازم است محتواي ويال تکانده شود. بصورت مشابه، محتواي سرنج نيز بايد قبل از استفاده بطور کامل مخلوط شود.

– MAA ^mTc⁹⁹ عامل انتخابي براي تصويربرداري پرفيوژن ريه است. همچنين اين راديودارو براي بررسي  سياهرگ جهت آشکارسازي خون بستگي در آن در انتهاي پايين تر بکار مي رود.

 

راديوداروهاي فسفونات و فسفات- ^mTc⁹⁹

ترکيبات فسفونات و فسفات بشدت در استخوان تمرکز مي کنند و لذا براي تصويربرداري استخوان مناسب هستند. با وجود اين، ترکيبات فسفونات
درون تني پايدارتر از ترکيبات فسفات هستند چرا که پيوند P – O – P در فسفات بوسيله آنزيم فسفاتها براحتي مي شکند در حاليکه پيوند P – C – P در دي فسفونات به اين صورت نيست. به همين دليل، کمپلکس هاي دي فسفونات نشاندار با ^mTc⁹⁹ معمولاً براي تصويربرداري استخوان مورد استفاده قرار
مي گيرند، اگرچه پيروفسفات- ^mTc⁹⁹ براي تصويربرداري بافت هاي مرده ماهيچه قلبي بکار مي رود. سه دي فسفونات که بطور گسترده اي مورد مطالعه قرار گرفته اند عبارتند از: هيدروکسي اتيليدن دي فسفونات (HEDP) ، متيلن دي فسفونات (MDP) و هيدروکسي متيلن دي فسفونات HMDP) يا (HDP ، که از ميان آنها MDP و HDP بيشترين کاربرد را در پزشکي هسته اي دارند.

کيتهاي تجارتي براي PYP ، MDP و HDP از سازندگان مختلف قابل خريداري است. حالت و ترکيب هر کيت در کميتهائي از عامل شلاته و يونهاي قلع (II) از سازنده به سازنده متفاوت است. کليه عاملهاي دي فسفونات- ^mTc⁹⁹ شلاتهاي ضعيف بوده و تمايل به خراب شدن در طي زمان داشته توليد ناخالصي            ^-₄^mTcO⁹⁹  در حضور اکسيژن و راديکالهاي آزاد توليد شده بوسيله تابشها     مي نمايند که در فصل 6 مورد بحث قرار گرفت. با افزايش مقدار قلع، پرکردن کيتها از نيتروژن و يا افزايش آنتي اکسيدان مي توان از اين واكنش هاي اکسايش جلوگيري نمود. بايد توجه نمود که نسبت قلع به عامل شلاته طوري باشد که تصويربرداري بهينه بدون تشکيل کلوئيد – Sn ^mTc⁹⁹ نامطلوب وجود داشته باشد. هنگامي که از کيتهاي با مقدار بالايي از ⁺²Sn براي تصويربرداري استخوان استفاده گردد، اسکن بعدي مغز با ^-₄^mTcO⁹⁹ نشاندهنده گلوبولهاي قرمز خوني نشاندار با ^mTc⁹⁹ تا دو هفته پس از استفاده از – PYP ^mTc⁹⁹
مي باشد. اين امر از وضعيت مورد مواجه در نشاندار نمودن درون تني گلوبولهاي قرمز خوني بوسيله ابتدا استفاده از پيروفسفات قلع (II) و بدنبال آن استفاده از پرتکنتات پيروي مي کند. يونهاي Sn²⁺ اضافي پس از احياء ^-₄^mTcO⁹⁹  در کيتهاي دي فسفونات براي نشاندار نمودن راديواکتيو بيشتر گلوبولهاي قرمز خوني در پلاسما فراهم مي باشد. بهمين دليل، محتواي قلع در کيتهاي بعدي استخوان کاهش مي يابد، که با افزايش نيتروژن در کيتها و بکاربردن آنتي اکسيدان همچون اسيد ژنتيک پايداري بيشتري پيدا مي کند.

دماي نگهداري براي بسياري از کيتها ^°C30- 15 در هر دو حالت قبل و بعد از نشاندار شدن مي باشد. نشاندار شدن براحتي با افزودن ^-₄^mTcO⁹⁹ به ويال و اختلاط آن حاصل مي شود. بهره نشاندار شدن بالاتر از 95 درصد است. تهيه   – MDP ^mTc⁹⁹ به مدت 6 ساعت پس از نشاندار شدن خوب است، بجزبراي کيتهاي HDP که زدن انقضاء 8 ساعت مشخص شده است. حالت اکسايش Tc در کيتهاي استخوان +3 گزارش شده است.

– MDP ^mTc⁹⁹ و – HDP ^mTc⁹⁹ براي تصوير برداري استخوان، در حالي که  – PYP ^mTc⁹⁹ براي تصويربرداري بافت هاي مرده ماهيچه هاي قلب بکار     رفته اند. ترکيب اخير همچنين در نشاندار نمودن گلوبول قرمز خوني براي بکارگيري در استخر خوني محبوس شده و مطالعات از دست رفتن خون در دستگاه گوارش مورد استفاده قرار مي گيرند.

 

 

 

کلوئيدسولفور- ^mTc⁹⁹

مبناي اصلي تهيه کلوئيد سولفور[1]  -  ^mTc⁹⁹ (SC) عبارت است از افزودن يک اسيد به مخلوطي از ^-₄^mTcO⁹⁹ و تيو سولفات سديم و سپس گرم نمودن آن در        ^°C100- 95 در حمام آب به مدت 5 تا 10 دقيقه. pH مخلوط با يک بافر مناسب در 7- 6 تنظيم مي گردد. بهره نشاندار شدن بزرگتر از 99 درصد است. کيتهاي  – SC ^mTc⁹⁹ از سازندگان تجاري قابل تهيه است. سازندگان علاوه بر محتويات اصلي تيوسولفات و يک اسيد جهت از بين بردن يون آلومينيوم حاضر در محلول شستشوي جهت شلاته شدن، به اين کيتها ژلاتين بصورت کلوئيد محافظ و EDTA مي افزايند. عمر نگهداري کيتها معمولاً يک سال از زمان ساخت است. 

– SC ^mTc⁹⁹ در دماي اتاق قابل نگهداري بود و 12- 6 ساعت پس از نشاندار شدن دور انداخته مي شود. اندازه ذره  μm1-1/0 با ميانگين μm3/0 است و توزيع اندازه مي تواند از زمان فراهم نمودن و نيز کيت به کيت متغير باشد. حضور Al³⁺ يا هرگونه يون چند ظرفيتي بوسيله کرک شدن با تشکيل کلوئيد، بويژه در حضور بافرفسفات تداخل نموده، و مشکل با افزودن EDTA به کيت دفع مي گردد. EDTA کمپلکسي با Al³⁺ تشکيل داده و لذا از کرک شدن           – SC ^mTc⁹⁹ جلوگيري مي نمايد. محلول شستشوي - ^mTc⁹⁹ حاوي بيشتر از μg10 آلومينيوم بر ميلي ليتر نبايد بکار رود. چنانچه اجماع وجود داشته باشد، ذرات بزرگتري در لوله هاي موئي ششي بدام افتاده و لذا ترکيب تهيه شده دور انداخته مي شود.

دو مرحله در فرايند نشاندار – SC ^mTc⁹⁹ وجود دارد. در مرحله اول اسيد با تيوسولفات سديم در حضور ^-₄^mTcO⁹⁹   واکنش نشان داده و ₇^mTcS⁹⁹    کلوئيدي که در فرمول (7-1) ديده مي شود تشکيل مي گردد.

 

 

2Na^99mTCO₄ + 7Na₂S₂O₃ + 2HCl → ⁹⁹TC₂S₇ + 7Na₂So₄ + H₂O + 2NaCl   (7- 1)

 

در مرحله دو، سولفور کلوئيدي بصورت فرمول (7-2) ته نشين مي گردد:

 

Na₂S₂O₃ + 2HCl → H₂SO₃ + S + 2NaCl                                                               (7- 2)

 

تشکيل – SC ^mTc⁹⁹ سريعتر از تشکيل سولفور کلوئيدي است. نشان داده شده است که سولفورکلوئيدي حداقل در بخشي روي – SC ^mTc⁹⁹ تشکيل مي شود که به عنوان هسته آن عمل مي کند (Eckelman,et al 1996) .

همزمان، سولفور کلوئيدي همچنين مي تواند مستقلاً تشکيل گردد. ذرات کوچکتر معمولاً داراي مقادير نسبتاً کوچکي از سولفور کلوئيدي بوده ولي مقدار قابل ملاحظه اي از – SC ^mTc⁹⁹ و بطور معکوس، ذرات بزرگتري داراي سولفور کلوئيدي بيشتر از – SC ^mTc⁹⁹ هستند. لذا، چنانچه اتمهاي Tc بيشتري      (⁹⁹TC باضافه ^mTc⁹⁹ ) افزوده شوند، بهمان صورتي که در پرتکنتات از مولدي که قبلاً بمدت طولاني دوشيده نشده، تعداد ذرات با اندازه کوچک بدليل افزايش در تعداد هر دو ذرات ⁹⁹TC و – SC ^mTc⁹⁹ و مقدار کم سولفور کلوئيدي افزايش پيدا مي کند. سولفور کلوئيدي روي ذرات TC – SC در محلول ملايم بازي با گرم شدن حل و ذرات کوچکتري را توليد مي کند. بايد توجه نمود که حالت اکسايش ^mTc⁹⁹ در ₇S₂ ^mTc⁹⁹ برابر 7⁺ بوده، و لذا احياء TC⁷⁺ رخ نمي دهد.

کلوئيد سولفور - ^mTc⁹⁹ در تصوير برداري جگر و طحال بسيار مفيد بوده و گاهي براي تصويربرداري مغز استخوان هم استفاده مي گردد. اين کيت همچنين براي مطالعات از دست دادن خون در دستگاه گوارشي و براي مطالعات تخليه گوارش در ساختن ساندويچ تخم مرغ نشاندار با ^mTc⁹⁹ بکار مي رود.

 

کلوئيد- سولفور - ^mTc⁹⁹ فيلتر شده

ليمفوسينتيگرافي با بکار بردن اندازه کوچکتر (<μm) از – SC ^mTc⁹⁹ بطور موفقيت آميزي بکار رفته است. اين ذرات با فيلتر نمودن – SC ^mTc⁹⁹ (تهيه شده بطريق مذکور در بالا) از ميان فيلتر غشائي 2/0 يا 1/0 ميکرومتر حاصل شده است. در حالت غلظت بالاي اکتيويته، نمونه تا غلظت مورد نظر رقيق و سپس فيلتر مي گردد. غلظت ذرات در اين مراحل تهيه کاهش مي يابد.

 

کلوئيد آلبومين - ^mTc⁹⁹ ( نانوکلوئيد)

کيت کلوئيد آلبومين با نام نانوکول بوسيله شرکت سولکو[2] در اروپا توزيع
مي گردد. اين کيت داراي کلوئيد HAS (همچنين بنام نانوکلوئيد) و قلع (II)
دي هيدراته بوده، و بوسيله ذرات بسيار ريز (تقريباً 95 درصد ذرات داراي اندازه کمتر از 08/0 ميکرومتر با اندازه ميانگين (μm 03/0) مشخص هستند. نشاندار نمودن با افزايش ^-₄^mTcO⁹⁹   به ويال کيت و کشت مخلوط بمدت 5 تا 10 دقيقه در دماي اتاق انجام مي پذيرد. بهره نشاندار نمودن نانوکلوئيد - ^mTc⁹⁹ کمّي است. با توجه به کوچکتر بودن اندازه ذرات، نانوکلوئيد بيشتري (تقريباً 15 درصد) نسبت به – SC ^mTc⁹⁹ (2 تا 5 درصد) در مغز استخوان تمرکز مي يابد. کيت قبل از ساختن در ^°C 8- 2 و در دماي اتاق پس از ساختن نگهداري مي گردد.

نانوکلوئيد - ^mTc⁹⁹ بمدت 6 ساعت پس از تشکيل مفيد است. نانوکلوئيد             - ^mTc⁹⁹ براي تصويربرداري مغز استخوان، سينتيگرافي تورم و ليمفوسينتيگرافي مفيد مي باشد.

 

 

 

پنتتات- ^mTc⁹⁹  (DTPA)

کيتتهاي DTPA تجارتي معمولاً از نمکهاي پنتاسديم يا کلسيم تري سديم DTPA حاوي مقدار معيني از کلريد قلع (II) دي هيدرات در شکل ليمفوليزه تحت اتمسفر نيتروژن ساخته شده اند.

نشاندار نمودن با افزودن عاري از اکسيدان^-₄^mTcO⁹⁹    به ويال کيت و اختلاط آن انجام مي پذيرد. بهره نشاندار شدن بالاتر از 95 درصد بوده،
 – DTPA ^mTc⁹⁹ داراي عمر نگهداري 6 ساعت پس از ساختن آن است. دماي توصيه شده نگهداري براي کيت ^°C 30- 15 قبل و بعد از نشاندار شدن است.

با بکار بردن مقادير ميلي مولار از ^mTc⁹⁹ ، نشان داده شده است که در             – DTPA ^mTc⁹⁹ تهيه شده بوسيله احياء يون قلع (II) حالت اکسايش تکنسيم برابر +4 است. با وجود اين معلوم نيست که چنانچه اين داده ها براي مقادير جزئي ^mTc⁹⁹ در – DTPA ^mTc⁹⁹ برون يابي گردد صحت داشته باشد. 

کاربرد اوليه – DTPA ^mTc⁹⁹ مطالعه جريان هوا در شش، اندازه گيري فيلتراسيون گلوله رگ (GFR) ، و تهيه آئروسل در شش و مطالعات تهويه شش است. اين راديودارو همچنين در فشار و آرامش و آنتي کولوگرافي راديونوکليد بکار مي رود. براي اندازه گيري , GFR – DTPA ^mTc⁹⁹ بايد در مدت يک ساعت پس از تهيه آن مورد استفاده قرار گيرد، چرا که در شکسته شدن              – DTPA ^mTc⁹⁹ ممکن است زمينه خون را افزايش داده و GFR همراه با خط ارائه کند. اين راديودارو همچنين براي مطالعه گشودگي انحراف مغزي و نشت سيال مغزي مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود اين، براي چنين معرفي،     – DTPA ^mTc⁹⁹ بايد پس از ساختن بطور ويژه آزمايش گردد، چرا که سيستم مغزي براي پيروژنها بسيار حساس است.

---

[1] - ^99mTc – Sulfur Colloid

[2] - Solco Company

---

[1] - Human Serum Albumin

[2] - Macroaggregated Albumin

آنالیز با روش فعالسازی نوترونی

             آنالیز با روش فعالسازی نوترونی

آنالیز به روش فعالسازی نوترونی (NAA) بعنوان یک روش قدرتمند برای آنالیز نمونه­ها وتعیین کیفی و کمی عناصر موجود در نمونه بکار می­رود. اساس این روش بر پایه تبدیل عناصر مختلف موجود در نمونه به ایزوتوپ­های رادیو اکتیو در اثر تابش­دهی با نوترون در رآکتور هسته­ای استوار است. در اثر تابش­دهی ایزوتوپ­های پایدار که اکثر عناصر تشکیل دهنده نمونه­های معدنی، مواد زیست شناسی و ... را شامل می­شوند در اثر نوترون­گیری به مواد رادیو اکتیو تبدیل می­شوند. این عناصر رادیواکتیو متناسب با مشخصه­­ی نیمه عمرشان که از ثانیه تا سال متغییر است شروع به واپاشی می­کنند که بیشتر بصورت نشر پرتو گاما ( ) با انرژی مشخص صورت می­گیرد. بمنظور تشخیص منبع این پرتو­های گاما  بلافاصله مشخصات آنها بوسیله آشکارساز نیمه-هادی اندازه­گیری می­شود. از آنجایی که هر رادیو نوکلوئید پرتو گاما با طول موج یا انرژی مشخصی ساطع می­کند بنابراین پرتوهای گامای منتشر شده مشخصه ایزوتوپ­های تشکیل شده و در نتیجه بیانگر عناصر موجود می­باشند. NAA یک روش موثر برای تعیین همزمان 30-25 عنصر ماتریسی کوچک و بزرگ با دقت ppm-ppb در نمونه­های زمین شناسی، محیطی و زیست شناسی به شمار می­رود. از مشخصه­های فعالسازی نوترونی می­توان به قدرت انتخاب بالا و حساسیت زیاد اشاره کرد. در مقایسه با روش­های دیگر از قبیل PIXE و XRF روش فعالسازی نوترونی همچنان به عنوان یک روش کارآمد با گستره­ی عظیمی آنالیز نقش خود را ایفا می­کند. اگرچه این روش (NAA) یک روش مقایسه­ای است و استانداردهایی از عناصر مورد نظر با غلظت مشخص در آزمایشگاههای معتبر تهیه می­شود.

اصول روش:

اصل روش NAA واکنش هسته­ای و عمدتاً بصورت گیراندازی نوترونی و در مرحله بعد گسیل گاما از طریق واپاشی بتا ( ) صورت می­گیرد. که بصورت  نمایش داده می­شود. تابش با گیراندازی نوترونی با احتمال بالا برای نوترون­های حرارتی (0.025 eV) به دلیل سطح مقطع بزرگ اتفاق می­افتد. هنگامی­که نوترون با هسته هدف از طریق برخورد غیر-الاستیک برهمکنش می­کند هسته مرکب (در یک حالت برانگیخته) تشکیل می­شود. انرژی تهییجی هسته مرکب بدلیل انرژی بستگی نوترون با هسته­هاست.

هسته مرکب معمولاً سریعاً به یک ترکیب پایدارتر از طریق گسیل یک یا چند پرتو مشخصه گاما تبدیل می­شود. در بسیاری از موارد، ترکیب جدید بدست آمده یک هسته رادیواکتیو بدست می­دهد که دوباره از طریق گسیل یک یا چند گامای تأخیری اما با سرعت کندتری معادل یک نیمه-عمر به پایداری می­رسد. بسته به نوع رادیواکتیوهای نمونه نیمه-عمر می­تواند از کسری از ثانیه تا چندین سال متغییر باشد.

بنابراین NAA می­تواند نسبت به زمان اندازه­گیری به دو گروه تقسیم­بندی شود:

1-    PGNAA که در آن اندازه­گیری در حین تابش­دهی صورت می­گیرد و یا

۲- DGNAA که اندازه­گیری بعد از واپاشی رادیواکتیو صورت می­گیرد

NAA سریع در مقابل NAA تاخیری:

روش NAA یر حسب اینکه پرتو گاما در حین پرتودهی با نوترون اندازه گیری شود (PGNAA) و یا اینکه مدتی بعد از اتمام پرتودهی اندازه­گیری شود تقسیم ­بندی می­شود(DGNAA).

PGNAAبا تابش نمونه بوسیله باریکه نوترون (از خروجی رآکتور) و اندازه­گیری همزمان پرتو مشخصه گامای گسیل شده از رادیو نوکلوئیدهای با عمرکوتاه بمنظور تعیین غلظت عناصر موجود در نمونه انجام می­شود. در حالیکه DGNAA از حساسیت بیشتری برای تعیین اکثر عناصر دارد نمی­تواند برای تعیین عناصری بکار رود که در روش قبلی قابل آنالیز هستند. میانگین انرژی نوترون­های سریع (100keV-10MeV) که در رآکتور تولید شده­اند با عبور باریکه از داخل یک کندکننده کاهش داده می شود. در برخورد نوترون­ها با اتمهای ماده کندکننده نوترونهای سریع به نوترونهای شبه حرارتی (1 keV) و حرارتی (0.025 eV) تبدیل می­شوند. میانگین انرژی حرارتی نوترون به ترتیب بستگی به مقادیر سرعت و طول موج، 2200 m/s و 2A•، دارد. کاربردهای  NAA می­تواند از طریقی با بکاربردن نوترون زیرحرارتی[1] افزایش داده شود، بعنوان مثال نوترونهای سرد (E )، مشابه روش فوق با بکار بردن کندکننده­های سرمازا متشکل از CH₄ مایع در بازه دمائی 20 تا 110K تولید کرد.

باریکه نوترونهای معمولی از رآکتور تحقیقاتی تهران با نوترونهای سریع و تابش­های  ناشی از هسته همراه هست که فیلترها، باریکه سازها و حفاظ گذاری می­توانند تا حد زیادی اثر این موئلفه­های ناخواسته را بکاهد. باریکه­های نوترونهای سرد زمینه­ی گاما و نوترون سرد خیلی کمتری دارند بنابراین برای گیراندازی نوترون و آزمایشهای فیزیک پایه آشکارسازها بمنظور حساسیت بالا و انجام روشهای همزمانی نزدیک نمونه قرار می­گیرند. از آنجائی که شار تابیده شده به نمونه از باریکه نوترونی از مرتبه میلیون برابر کمتر از نمونه قرار گرفته شده در رآکتور است آشکارساز می­تواند بمنظور جبران کاهش حساسیت ناشی از شار نزدیک نمونه قرار بگیرد. روش PGNAA بیشتر برای عناصر با سطح مقطع نوترون­گیری خیلی بالا  ،عناصری که خیلی سریعتر از آنچه به روش DGNAA اندازه­گیری شوند واپاشی می­کننند، کارائی دارد. روش  DGNAAبرای گستره­ی زیادی از عناصر که رادیونوکلوئید تولید می­کنند مفید است. این روش نسبت به زمان انعطاف­پذیر است چنانچه حساسیت رادیونوکلوئید با نیمه-عمر بلند با رادیونوکلوئید با نیمه-عمر کوتاه تداخل دارد می­تواند با گذر زمان و واپاشی رادیونوکلوئید کوتاه بهبود یابد. این حق انتخاب کلید برتری این روش به سایر روشهاست.

 

آنالیز با فعالسازی نوترونهای سریع و شبه حرارتی:

روش NAA از نوترونهای کند بهره می­گیرد هرچند نوترونهای سریع و شبه حرارتی ممکن است برای فعالسازی بکار برده شود. یک روش NAA که تنها از نوترونهای شبه حرارتی برای ایجاد واکنش  با تابش­دهی نمونه بهره می­گیرد و در حفاظهای کادمیم و یا بور آنالیز می­شود روش فعالسازی با نوترون شبه حرارتی  نامیده می­شود. روش   NAAکه با استفاده از نوترونهای سریع برای انجام واکنشها بهره می­گیرد روش فعالسازی با نوترون­های سریع  نامیده می­شود.

روش NAA می­تواند به بسیاری از عناصر ماتریسی بدون آماده­سازی قبلی تعمیم داده شود. که این شامل موارد زیر می­شود:

جامدات از قبیل زغال سنگ

مایعات از قبیل خون، آب، پسماند کارخانجات، نفت و گازوئیل

گازها از قبیل آرگون، کلر و فلوئور

ذرات معلق موجود در فاضلاب­ها، آب رودخانه­ها و یا غذاها

هر نمونه و استاندارد مربوط به آن طیف گامای مشخصه مربوط به خود را دارد. روش آنالیز با NAA تفکیک با کیفیت بالا از ترکیب عناصر از طریق تشخیص، انرژی گامای مشخصه­ی مربوط به هر ایزوتوپ فراهم می­آورد. آنالیز کمی با روش مقایسه­ای عنصر به عنصر تعداد گاماهای ساطع شده در واحد زمان نمونه ناشناس به تعداد گاماهای ساطع شده در واحد زمان از نمونه استاندارد کالیبره شده صورت می­گیرد. آنالیز کمی بمنظور اندازه­گیری غلظت عناصر نمونه ناشناس در واحد نانوگرم، میکرگرم و میلی­گرم بر گرم و یا میلی­لیتر انجام می­گیرد.

فرآیند NAA می­تواند به سه مرحله تقسیم­بندی شود: آماده­سازی و پرتودهی نمونه­ها، اندازه­گیری و تفسیر نتایج.

---

[1] - sub-thermal

جداسازی طیف نوترون از گاما

          جداسازی طیف نوترون از گاما

چون نوترون مستقیما اتم را یونیده نمی کند، از این رو آن را به طور غیر مستقیم با آشکارسازی مناسب ذره باردار یا فوتونی که تولید می کند، آشکار می سازیم. ذره باردار یا فوتون، فراورده های برهمکنش نوترون با هسته هستند. اگر ساز و کار برهمکنش معلوم باشد، با مطالعه فراورده های واکنش می توان اطلاعاتی در مورد نوترون به دست آورد. انواع مختلفی از برهمکنش ها یی که مورد استفاده قرار می گیرند، به واکنش های جذبی و پراکندگی تقسیم می شوند. واکنش جذبی عبارتند از  ،  ،  و   .

 واکنش پراکندگی عمده ای که مورد استفاده قرار می گیرد، برخورد نوترون- پروتون موسوم به روش پس زنی پروتون است. در این روش ذره ای که ثبت می شود، پروتون پس زده شده می باشد. جز روش پس زنی که برای نوترون های سریع به کار می رود، همه برهمکنش های دیگر را می توان در مورد نوترون با هر انرژی به کار برد. ولی در هر انرژی یک روش ممکن است، بهتر از روشهای دیگر باشد. سوسوزن های آلی به علت بازده زیاد و شناخته شده، قدرت تفکیک انرژی خوب، آشکارسازهای بسیار توانمندی برای نوترون های سریع می باشند. اساس جداسازی نوترون از گاما در این نوع از آشکار سازها این است که نوترون و گاما، ارتفاع پالس متفاوت بسته به مولفه های سوسوزنیشان ایجاد می کنند.

 آشکار سازی پرتو های گاما با سوسوزن آلی:

کاربرد سوسوزن های آلی به علت بازده بالا شناخته شده، قدرت تفکیک انرژی خوب و حساسیت کم نسبت به گاما، آشکار سازهای بسیار خوبی برای نوترون سریع هستند. بازده بالای آنها ناشی از هیدروژن درونشان، سطح مقطع نسبتا بالای هیدروژن و امکان ساخت و به کارگیری در اندازه های بزرگ است. دسته سوسوزن های NE  ، مخصوصا NE213، مورد مطالعه و کاربرد گسترده قرار گرفته است. سوسوزن NE213 که بیشترین کاربرد را دارد، متشکل از زایلین، فعالسازها، ترکیب آلیPOPOP ( به عنوان جابه جاگر طول موج) و نفتالین است که برای بهبود گسیل نور اضافه می شود. جداسازی گاما از نوترون برای کار رضایتبخش یک سوسوزن آلی به عنوان یک طیف سنج نوترون امری حیاتی است. سوسوزن NE213 به عنوان یکی از بهترین طیف سنج های نوترون سریع به کار می رود. به عنوان طیف سنج گاما، بازده NE213 پایین تر از بازده NaI(Ti) و قدرت تفکیک آن ضعیفتر از آشکا سازهای نیم رسانا است. ولی کاربردهایی وجود دارد که در آنها قدرت تفکیک انرژی بالا اهمیت چندانی ندارد. یکی از این کاربردها، آشکارسازی پرتو های گاما در یک مخلوط نوترون گاما است. در صورت توانایی NE213 در جداسازی نوترون، از آن یک آشکار ساز گامای بسیار خوب می سازد. چون پرتو های گاما در سوسوزن NE213 اغلب از طریق واکنش های کامپتونی آشکار می شوند، تابع پاسخ این آشکار ساز شامل پیوستار کامپتون است.

خوشبختانه جداسازی تپهای گاما با وسایل الکتریکی امکان پذیر است. این روش، که جداسازی از طریق شکل تپ  ( PSD ) خوانده می شود بر پایه اختلاف پاسخ سوسوزن به رویدادهای وابسته به گاما و نوترون است. الکترون ها که از پرتو های گاما تولید می شوند، سوسوزنیشان سریعتر از سوسوزنیهای پروتون تولید شده از نوترون هاست. بنابراین تپ الکترونی وابسته به برهمکنش های فوتونی دارای زمان خیزش سریعتر از تپهای وابسته به نوترون هاست. مدار های مختلفی برای PSD وجود دارند. همه این مدار ها تپی تولید می کنند که ارتفاع آن بستگی به مولفه های آهسته و سریع سوسوزنی دارد.

RBS چیست؟

 RBS چیست؟

روش RBS از روش­هاي آناليز غير مخرب مي­باشد كه با كمك شتابدهنده­ها صورت مي­گيرد. به كمك اين روش مي­توان توزيع ناخالصي­ها به ميزان كم را در عمق لايه­هاي نازك مشخص نمود. پايه­ي  اين روش بر پراكندگي راترفورد مي­باشد. روش آناليز بر آشكار سازي ذرات آلفاي پراكنده شده توسط (پراكندگي الاستيك) هسته­هاي نمونه­ي مورد آناليز مي­باشد، اصولا چنين پراكندگي بصورت  نمايش داده مي­شود. در اين  روش انرژي ذرات آلفا كه تحت زاويه­ 180 درجه توسط نمونه پراكنده شده اند اندازه­گيري مي­شود. ميزان انرژي از دست داده شده توسط ذرات آلفا به عدد اتمي هسته­ي هدف بستگي دارد. البته در اندازه گيري­هاي تجربي بخصوص در انرژي­هاي بالا، زواياي پراكندگي بالا و يا اعداد اتمي پائين نيروهاي بين هسته­اي اهميت پيدا مي­كنند و بنابراين پراكندگي ذرات آلفا در ساير زوايا نيز رخ مي­دهد كه در اين حالت نامگذاري RBS صحيح نمي­باشد بنابراين از  روش RBS با نام     Particle Elastic Scattering يا به اختصار (PES) نيز ياد مي­شود.

از روش RBS بطور وسيعي در آناليز لايه­هاي نزديك به سطح در جامدات استفاده مي­شود. به كمك اين روش مي­توان پروفايل توزيع بر حسب عمق را تعيين كرد.

 چناچه گفته شد روش RBS  برهمكنش الاستيك يك ذره­ي باردار سنگين(آلفا) با يك الكترون اتمي در حال سكون مي­باشد. بايد به اين نكته توجه داشت كه با توجه به الاستيك بودن برخورد، مقدار انرژي قبل و بعد از برخورد ثابت است(فرض مي­كنيم هيچگونه واكنش هسته­اي رخ نمي­دهد ). در طول برخورد و پراكندگي تنها مكانيزم از دست دادن انرژي، انتقال انرژي از ذره آلفا به هسته­ي­ هدف مي­باشد.

PIXE چیست؟

 PIXE چیست؟

۱- مقدمه

روش PIXE از جمله روش­هاي آناليز غير مخرب بوده که اساس آن بيناب نمايي پرتوي ايکس است. اين روش از جمله قدرتمندترين روش­هاي آناليز غير مخرب چند عنصري است که توانايي تشخيص عناصر مختلف حتي به ميزان بسيار کم را دارد. بيناب ثبت شده­ي مربوط به اشعه ايکس مي­تواند شامل اطلاعاتي از عناصر موجود در نمونه و اطلاعاتي از مقدار هر عنصر در نمونه باشد. وجود عنصري خاص از طول موج اشعه­ي ايکس گسيلي و مقدار آن با توجه به شدت اشعه_­­ي ايکس گسيلي در همان طول موج تعيين مي­گردد.

روش PIXE روش آناليز عنصري دقيق و قدرتمندي است که در زمينه­هاي مختلفي از جمله بيولوژي، محيط زيست ، پزشکي ، باستان­شناسي و ... کاربرد دارد.

هنگامي كه يك الكترون از لايه­ي اتمي خود خارج مي­شود، حفره­ي ايجاد شده در لايه­ي مذكور بوسيله­ي يكي از الكترن­هاي لايه­هاي خارجي­تر پر مي­شود. اختلاف انرژي ميان دو لايه با گسيل يك پرتوي ايكس توسط الكترون جبران مي­شود.

 

2- اصول روش PIXE

در روش PIXE معمولا باريکه­اي از پروتون­ با الکترون­هاي اتمي نمونه­ي مورد نظر برهمکنش مي­کنند(در PIXE برهمکنشي با هسته رخ نمي­دهد). در اين روش انرژي باريکه­ي فرودي بين 1 تا 4 مگاالکترون ولت مي­باشد.

پروتون فرودي معمولا با داخلي ترين لايه­ي­الکتروني(لايه­ي K)  برهمکنش کولني انجام مي­دهد و سبب خارج شدن الکترون موجود در اين لايه مي­شود

در مرحله­ي بعد حفره­ي ايجاد شده در لايه­ي K  با گذار يکي از الکترون­هاي  لايه­هاي بالاتر (L,M,N…) به اين لايه پر مي­شود. نتيجه­ي گذار الكترون از لايه­­هاي خارجي به لايه­هاي داخلي گسيل يك فوتون ايكس مي­باشد . انرژي اين فوتون برابر با اختلاف انرژي دو تراز مي­باشد.

 

چنانچه در شکل 2 مشاهده مي­شود پروتون فرودي الکتروني از لايه­­ي K خارج کرده وحفره­ي ايجاد شده با الکتروني از لايه­ي L پر شده است. نتيجه­ گذار تابش پرتوي ايکس با انرژي برابر با اختلاف انرژي بين دو تراز است. از اين پرتوي ايکس به عنوان ايکس مشخصه ياد مي­شود. انرژي اين پرتوي ايکس براي هر عنصر مقداري منحصر به فرد است و در PIXE از اين پرتو براي شناسايي عناصر استفاده مي­شود.  

البته ذکر اين نکته ضروري است که در فرآيند گذار الکتروني گسيل الکترون­هاي اوژه در رقابت با گسيل پرتوي ايکس مي­باشد. ممكن است اتم برانگيخته با گسيل الكترون از اخرين لايه­ي اتمي خود به حالت پايه برگردد. البته اين احتمال وجود دارد كه گسيل الكترون اوژه و پرتوي ايكس بصورت همزمان نيز رخ دهد.

 

ساطع شدن الکترون­هاي اوژه در عناصر سبک با احتمال بيشتري رخ مي­دهد.

 

3-بيناب پرتوي ايکس مشخصه

چنانچه ديديم برهمکنش کولني پروتون فرودي با الکترون اتمي مدار K سبب ايجاد يک حفره در اين لايه مي­شود که اين حفره با يک الکترون از ترازهاي بالا (L   يا M) پر مي­شود. نتيجه­ي اين فرآيند ساطع شدن يک پرتوي ايکس است. انرژي پرتوي ايكس گسيلي از مشخصه­هاي عنصر مورد نظر مي­باشد.

نامگذاري­هاي پرتوهاي ايكس گسيلي با توجه به لايه­هايي كه گذار به آن­ها انجام مي­شود صورت مي­گيرد.

4- شدت خطوط و بهره­ي فلورسانس

شدت يک خط مشخص در بيناب به سه عامل بستگي دارد(چنانچه خط  را در نظر مي­گيريم)

• احتمال اينکه پرتون فرودي الکتروني در لايه­ي  را از جاي خود خارج کند.
• احتمال اينکه حفره­ي ايجاد شده با الکترون  پر شود.
• احتمال اينکه در اين حالت الکترون اوژه خارج نشود.

به احتمالات فوق بايد وزن آماري تراز نيز اضافه گردد. بطور مثال نسبت شدت  برابر با  مي­باشد. اين خطوط ناشي از الکترون­هايي مي­باشد که از  و  خارج شده و وارد تراز  مي­باشد.

 

5- جريان و انرژي باريكه­ي يون

در ماشين واندوگراف انرژي ذره­اي با بار q كه در اختلاف پتانسيلV قرار مي­گيرد برابر باqV مي ­باشد. بدين ترتيب چنانچه براي باريكه­ي پروتوني اختلاف پتانسيل معادل 3 مگاولت اعمال شود، انرژي باريكه­ي پروتوني معادل  خواهد بود. چنانچه باريكه­اي از يون­هاي  در اين اختلاف پتانسيل قرار بگيرد انرژي باريكه ­معادل  مي­شود.

بايد به اين نكته توجه كرد كه در روش PIXE انرژي باريكه از طرفي بايد به اندازه­اي باشد كه پروتون بتواند يك الكترون را از لايه­هاي داخلي جدا كندو از طرفي اين انرژي بايد كمتر از سد كولني ميان پروتون و هسته­ي هدف باشد در غير اينصورت پروتون وارد هسته مي­گردد و واكنش هسته­اي رخ مي­دهد. معمولا در اين روش بازه­ي انرژي قابل قبول بين 1 تا 4 مگاالكترون ولت خواهد بود

 

- جزئيات تجربي

روش PIXE  داراي چهار مزيت زير است

• روش آناليز غير مخرب مي­باشد.
• آناليز به سرعت انجام مي­پذيرد.
• نمونه جهت انجام آناليز به سرعت آماده مي­شود.
• دقت و حساسيت مناسب اين روش در تشخيص مفادير كم  عناصر با عدد اتمي بزرگتر از 13.

شكافت هسته‌اي

كشف شكافت هسته‌اي

رديابي كشف شكافت هسته‌اي به كشف نوترون و آزمايشات فرمي (Fermi) و همكاران وي براي توليد عناصر ترانس اورانيم به وسيله پرتودهي اورانيم با نوترون‌ها بر مي‌‌گردد. فرمي و همكاران وي در سال 1934 گزارش دادند كه حداقل چهار اكتيويته با نيمه عمر‌هاي ويژه خود قابل شناسايي بودند. در جذب يك نوترون، U²³⁸ به U²³⁹ تبديل و U²³⁹ با گسيل  b عنصر 93 تشكيل و با گسيلb ديگر عنصر 94 تشكيل مي‌گردد. لذا به نظر رسيد كه چندين راديواكتيويته با عدد اتمي 93، 94 و شايد بالاتر حاصل شده‌اند. اين نتايج توجهات بسياري از شيمیدانان را به خود جلب نمود. نوداك (Ida Noddack)  اين نتايج را به باد انتقاد گرفته حدس زد كه فرآيند شكستن هسته متعاقب جذب نوترون انجام پذيرفته باشد و اين مسئله را مطرح كرد كه اكتيويته مشاهده شده توسط فرمي و همكاران وي ممكن است به دليل وجود  ايزوتوپ‌هاي عناصر شناخته شده باشد. تاريخ نشان مي‌دهد كه وي عقايد خود را دنبال ننمود. شيميدان‌ها با هدف جداسازي مقادير ناچيز و نامعلوم اكتيويته‌هاي جديد تشكيل شده براي جداسازي با به كار بردن همراه‌برها با خواص شيميايي يكسان مثلاً Ba به عنوان همراه برRa،La به عنوان همراه برAc و ... تلاش‌هايي نمودند. هان[1]  و اشتراسمن[2]  سه اكتيويته جديد به همراه باريم جداسازي نموده و اين موضوع را مطرح كردند كه اين سه مي‌توانند ايزوتوپ‌هاي راديم باشند محصولات دختر اين نوكليدها با همراه بر لانتانيوم و منسوب به ايزوتوپ‌هاي اكتنينم جداسازي شدند. ولي همواره با مشكلي در فهم امكان واكنش (n, a) بر رويU ²³⁸ براي تشكيل ايزوتوپ‌هاي راديم مواجه بودند. ژوليوكوري[3]  و ساويچ[4]  با به‌كار بردن كريستاليزاسيون (بلورسازي) برخه‌اي ملاحظه نمودند كه اكتيويته‌هاي برخه لانتانيوم بيشتر از برخه باريم باقي مانده و نتيجه گرفتند كه ايزوتوپ جديد لانتانيوم مي‌باشد تا آكتينيم. اين نتايج براي هان و بقيه قابل پذيرش نبودند. هان و اشتراسمن كار گسترده‌اي را براي جداسازي Ra و Ba با به‌كار بردن كريستاليزاسيون برخه‌اي به انجام رساندند. متحيرانه آنان ملاحظه نمودند كه اكتيويته مربوطه از برخه باريم و نيز اكتيويته محصول دختر از برخه لانتانيوم قابل جداسازي نبودند. آنان با اكراه و با احتياط گزارش‌هاي خود را در سال 1939 ارائه داده و اظهار داشتند كه اين اكتيويته‌هاي جديد به دليل ايزوتوپ‌هاي Ba ، La و Ce هستند و از Ra ، Ac و Th كه قبلاً گزارش شده بود ناشي نمي‌شوند. آنان همچنين پيشنهاد نمودند كه اين حالت تنها زماني اتفاق مي‌افتد كه تلاشي  هسته رخ دهد آنان يك سري آزمايشات ديگر را براي پيدا كردن اكتيويته‌هاي احتمالي محصولات تكميلي Ba و La در اطراف جرم 100-90= A و عدد اتمي 35 انجام دادند. آنان قادر به جداسازي ايزوتوپ‌هاي Sr(38=Z) و Y(39 =Z) و  Kr(36=Z) شدند. از اين نتايج به همراه نتايج اوليه خود، به اين نكته رسيدند كه هسته تقسيم مي‌گردد. هان براي كشف شكافت هسته‌اي سنگين توانست جايزه نوبل شيمي را در سال 1944 به خود اختصاص دهد.

ميتنر[5]  و فريش[6] متوجه شدند چنانچه يك هسته شكافته شده و دو محصول با جرم قابل مقايسه تشكيل گردد، محصولات به دليل دفع كولوني متقابل با سرعت بالا پرواز مي‌كنند. انرژي جنبشي كل در حدود MeV200 تخمين زده شد. در مدت دو هفته پس از اعلام هان و اشتراسمن، ميتنر و فريش به طور تجربي انرژي بالاي رها شده همراه با اين واكنش را اندازه‌گيري كردند. اين پديده تقسيم هسته شكافت هسته‌اي (مشابه تقسيم سلول در ارگانيزم زنده به وسيله يك زيست‌شناس به نام آرنولود[7]  كه در آن زمان با هوسي[8]   در كپنهاك كار مي‌كرد ناميده شد.

 

فرآيند شكافت

مراحل مختلف فرآيند شكافت كه از تشكيل هسته مركب شروع و تا تشكيل محصولات شكافت را در بر مي‌گيرد در شكل 3-28  ترسيم شده است. يك هسته سنگين  با جرم200 > A همچون اورانيم پس از جذب يك نوترون يك هسته مركب تشكيل داده و انرژي برانگيختگي معيني (E^*) به دست مي‌آورد. هسته مركب با (I) گسيل پرتوهاي آنيg به حالت پايدار واانگيخته گشته يا (II) با فروپاشي بتا عنصري با بار بالاتر  تشكيل داده يا (III) با فروپاشي آلفا به عنصري با بار  و جرم پايين‌تر تبديل شده و يا (IV) متحمل فرآيند شكافت مي‌گردد. در مد شكافت، انرژي برانگيختگي منجر به تغيير شكل مداوم هسته شده و در صورت امكان تقسيم هسته صورت مي‌پذيرد. در حالي كه هسته تغيير شكل پيدا مي‌كند، انرژي دفعي كولوني و انرژي جاذبه  سطحي پيوسته تغيير مي‌يابد. هنگامي كه نيروي شكننده به دليل انرژي سطحي بر نيروهاي جذبي غلبه مي‌كنند، هسته به دوپاره (  و ) شكافته مي‌شود. اين دوپاره به دليل دفع كولوني متقابل كه در نهايت در انرژي جنبشي آنها منعكس مي‌گردد در دو جهت مخالف حركت مي‌كنند. پاره‌ها در حالت برانگيخته تشكيل شده و چند نوترون(₁n و₂ n) و پرتوهاي g گسيل مي‌نمايند. محصولات به دست آمده ( و ) در مقايسه با هسته‌‌هاي پايدار داراي نسبت N/Z بالاتري بوده و لذا متحمل فروپاشيb جهت رسيدن به پايداري به محصولات نهايي پايدار و  خواهند شد.

 

سطح مقطع‌هاي شكافت

سطح مقطع‌هاي شكافت (s_f) براي نوكليدهاي با تعداد فرد نوترون‌ها همچونU²³⁵،Pu ²³⁹ و Am²⁴² بزرگتر هستند. براي نوكليدهاي با جرم سبك همچون Tm¹⁶⁹ و Au¹⁹²، s_f براي واكنش القائي نوترون قابل اندازه‌گيري نيست. با وجود اين، اين نوكليدها هنگامي كه با ذرات باردار همچون a و p با انرژي MeV40-30 بمباران شوند شكافته مي‌شوند. در چنين حالات، شكافت هسته‌اي با گسيل نوترون و ديگر ذرات غالب خواهد بود. در مقابل آن، شكافت هسته‌اي واكنش اصلي در حالت واكنش‌هاي القائي با نوترون حرارتي يا نوكليدهاي اكتنيدي است. مقادير s_f براي (f , n_th)U²³⁵ و (f , n_th)Pu²³⁹ به ترتيب برابر 583 بارن و 742 بارن است. در ناحيه انرژي تا eV1_/0، s_f از  قانون n/1 پيروي مي نمايد كه در آن n سرعت نوترون است.

---

[1] Hahn

[2] Strassmann

[3] Juliot  Curie

[4] Savitch

[5] Meitner

[6] Frisch

[7] W.A Arnold

[8] G.Hevesy

اصول طیف سنجی گاما

براي آشكارسازي پرتو گاما، يك بلور يديد سديم كه يك مقدار خيلي كمي از تاليوم بصورت ناخالصي به آن افزوده شده است  بطور معمول استفاده مي شود. ساير آشكارسازها از قبيل آشكارساز ژرمانيوم با ليتيم مهاجر  ، ژرمانات بيسموت( ‌BGO)، فلورايد باريم( BaF₂)، اكسيردوسيليكات گادليم(GSO) و اكسيردوسيليكات لوتسيم(LSO) نيز براي آشكارسازي سنتيلاسيون مورد استفاده هستند. انتخاب بلور(Tl)NaI براي آشكارسازي پرتو گاما در ابتدا بعلت چگالي قابل قبول(3/67g/cm³) و عدد اتمي بالاي يد(Z=53) كه باعث ايجاد مؤثر فوتونهاي نور( در حدود 1 فوتون نور بازاي تقريباً 30eV) بمحض برهمكنش پرتوهاي گاما با يك اندازه كمي از تاليوم موجود( % مول 0/1-0/4) مي شود. نور توليد شده در بلور مستقيماً از طريق پوشش كردن سطح بيروني بلور با يك ماده بازتاب كننده مانند اكسيد منيزيم يا با استفاده از لوله هاي نوري بين بلور و لوله PM، به لوله PM هدايت مي شود. يديد سديم جاذب آب و نمگير بوده و به سبب تغييرات رنگ كه انحراف مسير انتقال نور به لوله هاي PM را دربردارد. از اينرو، بلورها بطور سربسته و محكم در يك حفاظ هاي آلومينيومي محكم مهر و موم شده اند. دماي اتاق نبايد بطور ناگهاني تغيير كند، زيرا چنين تغييراتي در دما مي تواند باعث ترك خوردن بلور شود. همچنين، از ضربه هاي مكانيكي در حمل و نقل آنها بايد جلوگيري شود، زيرا بلورهاي NaI بسيار شكننده هستند.

اندازه هاي مختلفي از آشكارسازهايNaI(Tl) در تجهيزات مختلف مورد استفاده است. در نوع چاهي آشكارسازهايNaI(Tl)، بلور در مركز داراي يك

 حفره با عمق كافي بمنظور اينكه نمونه مورد شمارش را تقريباً بطور كامل پوشش دهد، دارد. در اين بلورها راندمان شمارش بسيار بالا است و نياز به هيچ موازي سازي نيست. در سوندهاي تيروئيد و شمارنده هاي چاهي، بلورهاي استوانه اي كوچكتر اما ضخيم تر(7/6×7/6cm يا 12/7×12/7cm) مورد استفاده قرار مي گيرند، در حاليكه در تصويربردارهاي سنتيلاسيون، بلورهاي بزرگترمستطيلي(33-59cm) و نازكتر( 0/64-1/9cm) بكار مي روند.

معمولا علاوه بر مناسب بودن آشکار سازهای که به منظور گاما اسپکترومتری و بتا اسپکترومتری بکار می رود تحلیل دقیق داده ها بسیار حائز اهمیت می باشد، چرا که بعنوان مثال ممکن است در برخی موارد تداخل بین پیکهای شاخص دو رادیونوکلید اتفاق بیفتد که در اینصورت مهارت کاربر مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین آشنایی کامل با مراجع و نرم افزارهایی که حاوی اطلاعات تفصیلی برای هر رادیونوکلیدی هستند و نوع تابش ، شدت و درصد فراوانی آنها را بطور کامل ارائه می کنند در تحلیل گاما و بتا اسپکترومتری مهم و اساسی است. با توجه به اهمیت شناسایی کمی و کیفی ناخالصی های رادیونوکلیدی در تولید رادیوداروها لذا موضوع طیف سنجی بسیار مهم  بوده و باید با نهایت دقت انجام پذیرد. کالیبره کردن دقیق تجهیزات بویژه با استفاده از چشمه های استانداردی که حاوی رادیونوکلیدهای مورد نظر بوده و یا حاوی رادیونوکلیدهای که دارای پیکهای شاخص نزدیک به رادیونوکلید مورد نظر باشد بسیار مهم است. تشخیص و تفکیک تابشهای کامپتون و زمینه در تعیین کمی و کیفی رادیونوکلیدها مهم است.