電子加速器生產醫用同位素鉬-99的發展現狀與展望

王 怡，郭子方，王 蘭，李姣龍，焦力敏，高 璇，翁漢欽，林銘章

(1.中國科學技術大學 核科學技術學院，安徽 合肥 230026；2.中國科學技術大學 國家同步輻射實驗室，安徽 合肥 230029；3.北京智博高科生物技術有限公司，北京 102502)

隨著現代醫學的快速發展，醫用同位素在疾病診療及醫學研究中扮演的角色愈加重要。發達國家20%以上的患者會用到醫用同位素，其中90%會使用放射性核素進行醫學診斷。常見的正電子發射斷層顯像(positron emission tomography, PET)與單光子發射斷層顯像(single-photon emission computed tomography, SPECT)等診斷技術正是利用放射性核素示蹤，實現快速、無創和實時成像[1]。PET常使用碳-11(11C)、氮-13(13N)、氧-15(15O)和氟-18(18F)等正電子發射核素，而SPECT則常使用锝-99m(99mTc)、鉈-201(201Tl)和碘-131(131I)等γ光子發射核素標記藥物[2]。其中，99mTc(T1/2=6.02 h)標記的藥物使用量約占SPECT臨床顯像藥物的85%，是目前核醫學中用量最多的放射性藥物[3]。

99mTc是99Mo(T1/2=66.02 h)的衰變子體，而絕大部分醫用99mTc是由99Mo/99mTc發生器產生的。據經合組織核能署(Organisation for Economic Cooperation and Development/Nuclear Energy Agency, OECD/NEA)預測，2021年全球99Mo的需求量會超過2 340 kCi，并且每年還將以超過10%的速度繼續增長[4-5]。目前，99Mo主要由反應堆生產，通過235U的裂變及98Mo的中子俘獲反應獲得。比利時BR2、荷蘭HFR、捷克LVR-15、南非SAFARI-1、波蘭MARIA以及澳大利亞OPAL等反應堆生產的99Mo主要供應西方國家，阿根廷RA-3、俄羅斯RBT-6/RBT-10a及WWR-c則主要滿足本國需求[6]。由于長時間、高負荷的運行，大多數99Mo生產堆都面臨著停堆檢修、關停或者退役等問題，導致國際市場上99Mo的供應不穩定[7]。2007—2010年間，加拿大NRU與荷蘭HFR的長時間停堆維護造成了全球99Mo/99mTc供應極度短缺，許多醫院被迫推遲甚至取消相關的影像診斷[8]。法國ORISIS已于2015年退出99Mo供應鏈，加拿大NRU已于2018年永久關閉，這進一步加劇了99Mo斷供的風險，因此諸多國際組織和政府機構加快了尋求解決“缺锝”問題的步伐。

2009年后，OECD/NEA醫用同位素高級專家組就99Mo/99mTc生產替代方案給出了具體的指導意見[9-12]，在多種技術路線中，通過粒子加速器生產99Mo或直接生產99mTc，因其易于審批與監管、無核擴散風險及建設與生產成本低等特點，被認為是緩解99Mo供應緊張的中長期選擇[13-14]。質子轟擊100Mo靶，可通過100Mo(p,2n)反應直接產生99mTc；若用質子轟擊重核靶，則可利用(p,n)反應產生的中子引發235U的裂變或者98Mo的中子活化反應98Mo(n,γ)，從而產生99Mo。電子加速器也可用于生產99Mo，電子束轟擊重核靶所產生的軔致輻射可引發100Mo的光核反應100Mo(γ,n)99Mo與238U的光裂變反應238U(γ,f)99Mo。此外，一些基于加速器生產99Mo的新技術路線也處于開發中，如使用高能氘核轟擊天然碳靶產生的中子引發100Mo(n,2n)99Mo核反應等。由于直接生產的99mTc不便于儲存和運輸，而鈾靶裂變會產生多種放射性核素，98Mo的中子活化反應截面又相對較小(熱中子小于0.14 b)，相比之下電子加速器生產99Mo具有硬件成本低、安全性高、操作簡單、伴生放射性廢物少等優點，是各國研究99Mo生產替代方案的重點。本文系統總結了電子加速器生產99Mo路線的國內外研究進展，深入分析了其中關鍵技術及目前實用化的瓶頸，并為國內有關技術的基礎、應用研究與商業化提出了建議。

1 電子加速器生產99Mo的原理

粒子加速器生產99Mo/99mTc的可能方式示于圖1。電子加速器的99Mo生產一般需要先通過高能電子束轟擊重核靶(如鎢、鉑、鉭等)產生軔致輻射，再利用釋放的γ光子引發100Mo(γ,n)光核反應得到99Mo，如圖2所示。該光核反應發生的入射光子能量閾值為9 MeV(圖3)，當入射光子能量達到14.5 MeV時反應截面σ最大(150 mb)[15]，為了有效利用光子截面，常選擇能量在29 MeV以上電子加速器[16]。

圖1 粒子加速器生產99Mo/99mTc的可能方式

圖2 電子加速器生產99Mo的原理示意圖

圖3 100Mo(γ,n)光核反應截面和鉬靶在20、35 MeV電子束作用下產生的軔致輻射譜

2 國內外研究進展

各國基于電子加速器生產99Mo的研究情況列于表1。早在1999年，美國愛達荷國家實驗室(Idaho National Laboratory, INL)的Bennett等就開發基于分布式電子加速器生產99Mo以及熱分離99mTc的技術[17]，采用能量為40 MeV的電子加速器，照射14.4 g的高豐度100Mo(95.9%)靶，提取到的99mTc產量約78.6 Ci。此外，他們還建立了Idaho模型，預計建設20個該加速器生產中心，即可滿足全美的99mTc需求。2000年，烏克蘭哈爾科夫物理技術研究所也開展了電子加速器生產醫用同位素的研究[18]，照射天然鉬靶和高豐度100Mo金屬靶后，99Mo的產量分別超過了4和18 Ci/d，并且還通過該方式生產了其他的醫用同位素，如125I、119Sb、45Ca、186Re、18F、68Ga等。2007年，美國楊百翰大學愛達荷分校Nelson等重新檢驗了Idaho模型[19]，一臺電子加速器(40 MeV，14 kW)生產的99mTc可以滿足佛羅里達州需求，并以當時的匯率和成本進行估算，采用加速器生產只會使成本增加1.3美分/mCi，表明加速器生產99Mo具有較好的經濟性。

表1 各國基于電子加速器生產99Mo的研究情況

隨著NRU停堆事故頻發，作為99Mo生產大國的加拿大也在積極發展其他生產技術[28]。在2008年，加拿大粒子與核物理國家實驗室(TRIUMF)也開展了加速器生產99Mo的研究工作[20]，照射富集的100Mo靶片與天然鉬靶一段時間后，前者中99Mo的產量顯著高于后者，其比活度約20 Ci/g。TRIUMF預計產品中99Mo最大比活度只有幾百Ci/g，沒有達到商業鉬锝發生器的最低要求(1 000 Ci/g)。加拿大國家研究委員會(National Research Council, NRC)的Ross等采用Idaho模型預測[16]，利用2臺電子加速器(35 MeV，100 kW)生產的99Mo，即可滿足加拿大對99mTc的所有需求，并且其生產成本低于當時的市場價格。全球99mTc供應危機之后，加拿大政府先后通過非反應堆同位素供應計劃(Non-Reactor Isotope Supply Program)和同位素技術加速計劃(Isotope Technology Acceleration Program)為非反應堆技術生產99Mo提供了約八千萬美元的經費支持。在這兩個項目的資助下，溫尼伯健康科學中心聯合PIPE公司(Prairie Isotope Production Enterprise Inc.)與加拿大光源(Canadian Light Source, CLS)開發并評估了直線電子加速器生產99Mo技術[29]。Mang’era等采用電子加速器(35 MeV，2 kW)照射轉換靶所產生的軔致輻射，輻照6～10層富集的100Mo靶片，照射12 h后99Mo的產量為135～175 mCi，比活度低至0.54 mCi/g。在非反應堆同位素供應計劃的支持下，Galea等利用NRC的電子加速器輻照100Mo靶片10 h[21]，99Mo比活度達到了60 mCi/g。將獲得的99mTc制成的顯像劑，其滿足加拿大衛生部與美國藥典(USP 2007)的監管要求，并采集在大鼠體內的SPECT圖像，如圖4所示，相比于反應堆生產的99mTc，老鼠對二者的絕對攝取量以及目標/背景比率基本相等。值得一提的是，2014年11月，CLS交付了基于電子直線加速器生產99Mo的第一筆商業訂單，這是通過非鈾技術生產醫用同位素的重要里程碑[30]。

a——反應堆生產的99mTc；b——加速器生產的99mTc，使用醋酸緩沖液淋洗；c——加速器生產的99mTc，無需醋酸緩沖液淋洗

美國國內的醫用99Mo基本依賴進口，然而這些產品大多是由反應堆輻照濃縮鈾靶件生產的，這與美國一直倡導的停止供應民用領域的濃縮鈾材料相違背。2017年1月，美國國家核軍工管理局(National Nuclear Security Administration, NNSA)簽署協議，發展不使用鈾的新型99Mo生產工藝，實現國內99Mo的穩定供應。其中，NNSA資助北極星醫用放射性同位素公司(NorthStar Medical Radioisotopes)開發直線電子加速器生產99Mo的技術。北極星公司聯合阿貢國家實驗室(Argonne National Laboratory, ANL)與洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory, LANL)開展了生產技術研究，利用ANL的直線加速器也證實了γ光子照射后富集100Mo靶中99Mo的產量遠高于天然鉬靶[31]。針對產品中99Mo比活度低的問題，北極星公司開發了自動化放射性核素分離器(Automated Radionuclide Separation System, ARSII)，99mTc的分離效率可達到95%[32]。此外，他們還研發了許多關鍵技術和部件，如用于靶輻照的消色差彎曲光束線技術、高功率光束轉儲與準直器技術、以及具有高密度和快速溶解性能的鉬靶等[33-34]。北極星公司計劃在威斯康星州建立一座有16臺加速器的99Mo生產工廠，其產量可以滿足全美50%的需求。已于2019年下半年在該州伯洛伊特地區啟動了一座占地超過1 800 m2的加速器設施的建設工作，加速器由比利時IBA公司(Ion Beam Applications S.A.)提供，其單臺設備約600萬歐元。2021年3月，該加速器設施建設基本完成，同時北極星公司再向IBA公司采購8臺電子加速器，并且第一臺加速器已于同年4月運抵安裝。

日本國內所需的99Mo完全依賴進口，日科學家也積極開展了非鈾技術生產99Mo的研究工作。早在2011年，大阪大學Ejiri等通過共振光核嬗變技術生產99Mo等放射性同位素[35]，利用激光與GeV電子作用產生的中能光子(12～25 MeV)照射天然鉬靶，調節光子強度可以獲得比活度為0.14～1.35 Ci/g的產品。2017年，京都大學Sekimoto等采用富集的MoO3作為靶片[22]，隨著電子束能量從21 MeV增加到41 MeV，產品中99Mo活度隨之增加，最高達到了58.4 GBq。此外，他們估算了大概需要10 g100MoO3靶材，30臺電子加速器(35 MeV，100 μA)照射20 h即可滿足全日本對99Mo的需求。同年，東京大學Jang等設計了一套分布式的X波段電子直線加速器[36]，長5 m，能量為35 MeV，束流強度為260 μA，估計僅需11臺該加速器便可實現日本的99Mo充分供應。他們還研究鎢靶厚度對99Mo產量的影響[37]，并開發了用于計算轉換靶與目標靶最優厚度以及靶片中100Mo含量與99Mo產量關系的程序[38]。Noda等測量不同能量的電子束轟擊產生99Mo的活度[39]，并且驗證了100Mo(γ,n)反應的激發函數與多數文獻保持一致。2020年，京都大學Inagaki等認為采用高能電子加速器(35 MeV，1 mA)誘導產生的γ射線照射100 g100MoO3靶片[23]，連續照射20 h，99Mo的產量可以達到1 340 GBq，這基本滿足日本對99mTc的需求。

2013年，印度巴巴原子研究中心Naik等采用電子加速器(10 MeV，0.4 mA)照射天然鉬靶[24]，產品中99Mo的活度達到了0.3 μCi，這比相同實驗條件下通過natU(γ,n)反應生產的99Mo活度高。2016年，印度輻射醫學中心Gopalakrishna等采用Zr-Mo凝膠靶[25]，電子加速器照射30～45 min，99mTc的比活度接近kBq/g。此外，2014年，亞美尼亞埃里溫物理研究所Avagyan等也采用天然MoO3作靶片[26]，照射100 h后產品中99Mo的活度達到了80 mCi。全球頂級光刻機制造商荷蘭ASML公司基于為其光刻機提供極紫外光的自由電子激光器建造了一臺超導電子直線加速器，在2016年工程師發現其高能電子束(75 MeV，40 mA)也可以用來生產99Mo[27]，輻照1周后得到的產品比活度高達250 Ci/g。

我國99Mo生產技術發展已經超過60年，其生產/制備主要依靠反應堆輻照鈾靶件。近些年，國內也正在積極開展加速器制備99Mo的研究，如中科院近代物理研究所利用超導直線加速器(20 MeV，2.7 μA)產生的高能質子轟擊天然鈾靶件[40]，分離純化后可得到高純度的99Mo；中科院核能安全技術研究所利用自主建造的強流氘氚聚變中子源產生的中子輻照鈾酰溶液(235U富集度約為20%)[41]，99Mo日產量達到27 Ci，基本滿足國內一個中等省份的診斷需求。然而，通過100Mo光核反應生產99Mo的研究鮮見報道，中國原子能科學研究院劉保杰等采用蒙特卡羅軟件模擬研究了轉換靶(鎢靶)的X射線產額與靶厚度的關系[42]，計算了能量為33 MeV的電子束輻照MoS2靶材中99Mo的產額與衰變特性。向益淮等[43]簡述了電子直線加速器生產99Mo的原理，并表示該組已開展了前期研究工作并申請相關項目支持。目前，國內尚沒有關于電子加速器生產99Mo的實際研究和建造等信息。

3 關鍵技術

雖然電子加速器輻照產99Mo的原理可行，但實際生產需要考慮加速器性能指標、照射裝置與靶件設計、99mTc分離提取、100Mo回收利用以及廢物管理等關鍵技術中的瓶頸。

3.1 加速器性能指標

電子束的能量、束流強度、束流脈沖重復頻率和亮度等都是決定電子加速器生產99Mo經濟性的重要參數。為提高100Mo光核反應截面，軔致輻射光子能量需要達到約15 MeV[44]。而光子能量與加速器電子束的能量有關，γ光子的能量為連續譜分布，且其最大值近似于電子能量，但該能量的光子強度很低，通常電子束能量接近光子能量兩倍時，光子束流強度最大。電子加速器的能量在30～50 MeV最佳，能量過高會產生較多雜質核素，導致產物分離純化工藝更加復雜[17]。電子束流強度為數10 μA便能夠獲得一定產額的99Mo，但是在保證經濟性的前提下，要求束流強度足夠高。美國正在發展利用束流強度為幾毫安的超導加速器生產放射性同位素的技術[45]，其同位素產量較使用常規電子加速器時顯著提升。此外，適當提高重復頻率和亮度能夠獲得更高的生產效率。目前，部分國內科研院所的專用加速器比較適合用于生產99Mo，如中國科學技術大學國家同步輻射實驗室能量為15～60 MeV、最高運行流強300 mA的電子加速器[46]，清華大學工程物理系湯姆遜散射X射線源裝置的50 MeV行波電子加速器[47]，中科院近代物理研究所蘭州高能電子成像實驗平臺的50 MeV直線電子加速器[48]，以及中國工程物理研究院應用電子學研究所驅動自由電子激光的30 MeV射頻直線加速器[49]。因此，研究人員可以利用上述機構的電子加速器開展經光核反應生產99Mo的研究。此外，中科院高能物理研究所早在1964年就建成了30 MeV直線加速器[50]，后續還成功建造了對撞機與多種電子加速器，完全有能力制造適用于生產99Mo的電子加速器。為了避免產品活化，工業上廣泛使用的電子加速器其能量一般不超過10 MeV，可以在原有基礎上補充加速段以提高加速器的能量，如加拿大Mevex公司制造的直線電子加速器(25 MeV，50 kW)，在添加兩個相同的加速段與相關的調制器后可以產生35 MeV，100 kW的電子束[16]。因此，可以改造工業用電子加速器，使其達到生產99Mo的最佳能量范圍。

3.2 照射裝置與靶件設計

在加速器高功率運行工況下，核反應產生的大量熱能會令靶件溫度急劇升高至1 300 ℃以上。如果不能及時散熱，不僅存在熔靶的可能性，而且生成的Tc等產物將揮發，造成放射性污染。因此，對受照射靶件有效冷卻至關重要。靶件冷卻方式主要有氦氣流冷卻和水冷卻，二者各有優缺點。氦冷系統常用Gifford-Mcmahon制冷機與脈沖管制冷機等價格昂貴的設備，并且需要特殊設計的容器和管道以實現閉環氦氣流、減少氦氣泄露，此外還要減少其在室溫環境中部件的漏熱。水冷系統操作簡單、成本低廉，可以采用常規制冷機對循環水進行降溫，更易實現工業化生產。加拿大CLS在研究加速器生產99Mo時證明了水冷方式的有效性[51]，但水冷方式會產生一定量的放射性污染水(含有15O、11C、7Be、3H等放射性核素)，以及水輻射分解會產生可燃的氫氣與具有腐蝕性的過氧化氫與臭氧等。為了減緩靶片的氧化與腐蝕，需加入緩沖液(如氫氧化鋰、氨水等)或者犧牲金屬(銅、鈦、不銹鋼等)[44]。圖5是水冷裝置簡化示意圖[52]，鉬靶片放置在兩個銅制冷卻水管道的中間，靶件上的熱量可以通過管道內的冷卻水帶走。通過調節水的流速，可將照射裝置維持在較低溫度運行。除了改進冷卻系統外，采用異型靶件結構或復合靶也可以在一定程度上增強靶件散熱能力。

1——銅制管道；2——100Mo靶件；3——電子束方向；4——進水方向

當前研究中主要使用的有金屬鉬靶、氧化鉬靶以及Zr-Mo凝膠靶等，但是最終規模化生產時一般將使用富集的100Mo靶，一方面可以提高生產能力，另一方面有利于提高產物放化純度和化學純度，同時減少放射性廢物的產生。就靶件制備而言，直接采用金屬板切片對于生產工藝流程挑戰太大以及回收后再做成金屬板非常困難，故通常采用鉬金屬粉末壓制靶件。

3.3 99mTc分離提純

篩選適用于有載體低比活度99Mo原料的新型99mTc分離工藝是實現加速器生產99Mo產業化應用的基礎。目前商用鉬锝發生器以活性氧化鋁為基質以實現對99Mo/99mTc的有效分離，但由于活性氧化鋁對99Mo的吸附量有限(最大約20 mg/g，實際應用條件下約2 mg/g)，此類發生器需使用無載體的高比活度99Mo原料，因此不適用于加速器產有載體的低比活度99Mo原料。為滿足有載體低比活度99Mo原料的99Mo/99mTc工藝特點，研究人員開發了多種分離流程，如萃取+氧化鋁純化法、柱色層法以及升華法等技術。

近些年，柱色層法也被用于從有載體低比活度的99Mo原料中提取99mTc，常用到的色譜柱主要有ABEC樹脂柱與活性炭柱。Rogers等開發了能選擇性分離锝的聚乙二醇基雙水相體系[55]，當料液流經ABEC樹脂柱時，锝被保留在柱上，然后用緩沖溶液與生理鹽水將其沖洗下來。該工藝已由北極星公司進一步改進，并基于此實現了自動化放射性核素分離器ARSII的商業化生產[56]，其處理流程如圖6a所示[15]。Galea等利用該分離器處理加速器輻照后的鉬靶件[21]，99mTc的分離率超過了90%，且完成一次循環僅需45 min。2018年2月，以ABEC樹脂為锝固相吸附劑的新型鉬锝發生器RadioGenix獲得美國食品藥品監管局的批準[57]。使用活性炭作為鉬锝分離的固相吸附材料時，其分離流程與ABEC樹脂的系統類似(圖6b)[58]。2016年，日本京都大學Tatenuma等基于活性炭柱+活性氧化鋁柱+(離子交換樹脂)技術開發了Technetium Master Milker(TcMM)流程[22]，并將TcMM用于處理電子加速器輻照的天然MoO3靶片中，不到30 min便可完成一次提取，經過四次提取得到的99mTc化學產額可達到99%，純度達到6N級(99.999 9%)，這滿足日本《藥品事務法》的要求。

圖6 美國ARSII流程(a)與日本TcMM流程(b)示意圖

升華法主要利用鉬和锝氧化物的蒸氣壓不同，MoO3在800 ℃左右熔化，而在該溫度下Tc2O7的蒸氣壓比MoO3大5個數量級，如果提供持續的氧氣流，Tc2O7則會被吹到下游，并在400°C以下時凝結。INL的Bennett等采用改進的升華法提取電子加速器照射產生的99mTc[17]，并獲得了良好的分離效率，約85%。美國Best回旋加速器系統公司(Best Cyclotron Systems, Inc.)也曾使用該技術分離質子束照射100Mo靶件產生的99mTc[59]。

就低比活度99Mo料液中提取99mTc而言，萃取+氧化鋁純化法與升華法均存在系統復雜，操作繁瑣以及生產成本高等問題。而柱色層法的提取時間短、99mTc產額高、穩定可靠、容易實現自動化，并且已經實現商業化生產與應用，是提取加速器輻照產99mTc的極具發展潛力的技術。

3.4 100Mo回收利用

天然鉬材料中，100Mo的同位素豐度僅9.82%，遠不能滿足加速器輻照生產99Mo的原料要求，需要經過同位素富集，獲得同位素豐度約98.5%以上的100Mo原料，方可使用。考慮到高豐度的100Mo原料價格昂貴(購買1公斤的情況下，價格大約500～1 500 USD/g)，加速器輻照生產99Mo時，靶件中100Mo的利用率僅十萬分之一到百萬分之一，因此高效回收100Mo才能確保經濟性[60]。

待回收的100Mo通常以鉬酸鉀的形式存在，而輻照靶件中100Mo通常以金屬鉬的形式存在，因此需進行從鉬酸鉀溶液到金屬鉬的一系列分離、純化、轉化操作，實現豐度98.5%以上的金屬100Mo回收，并控制其雜質。目前，常用H2O2和強堿溶解靶件，經鉬锝發生器提取99mTc，純化回收得到鉬沉淀，還原得到鉬金屬粉末后，將其壓制成靶件以供輻照使用[61]。相比于鈉鹽，K2MoO4的溶解度更高，故強堿試劑常采用KOH。考慮到鉬锝發生器流出液中含有1.8 kg-K/kg-Mo，而富集的100Mo靶則要求小于100 mg-K/kg-Mo，因此如何從鉀中分離出鉬是該流程中的關鍵[62]。目前研究較多的是將K2MoO4轉化為不含鉀的沉淀析出，如MoO3或者(NH4)2MoO4等[63]。ANL、ORNL與北極星公司的研究人員通過圖7所示的流程回收鉬靶中100Mo[64]，首先采用H2O2溶解鉬靶件，加入5 mol/L KOH，將Mo轉化為K2MoO4，經過TechneGen發生器提取99mTc后，加入乙酸、硝酸或乙醇等將K2MoO4轉化為MoO3沉淀，分離洗滌后，Mo的收率超過了98%。最后，將MoO3在高溫下用氫氣還原為鉬金屬粉末，壓制燒結靶件以供99Mo生產使用。加拿大艾伯塔大學物理系Gagnon等采用(NH4)2MoO4體系[65]，最后100Mo的收率為87%，并且由(NH4)2MoO4還原得到金屬鉬。由此制備的靶片密度更高，盡管這有利于靶片的生產，但是會顯著影響靶片在H2O2中的溶解速度，因此需要綜合考慮其他方面的因素。相較而言，MoO3體系不僅鉬的收率高，并且操作簡單，后續靶件溶解速度快，是規模化生產99Mo時高效回收100Mo的候選方式之一。

圖7 100Mo靶件從生產到回收的鉬循環圖

3.5 廢物管理

以高豐度的金屬100Mo作為靶件，經電子加速器產生的軔致輻射光子輻照后，最終產物中主要的放射性雜質為97Nb(72.1 min)、97Zr(16.9 h)，其中97Nb可通過冷卻衰變的方式去除，而97Zr則需通過其他途徑進行分離，最后穩定雜質主要為96Zr、97Mo和98Mo[66]。

相比于穩定核素，放射性核素的分離處理更為復雜。考慮到99Mo的半衰期為66.02 h，因此對于半衰期低于5 h的核素可以等其衰變掉(冷卻10個半衰期)再處理，產物中半衰期低于5 h的放射性核素有：89Nb(2.03 h)、97Nb(1.20 h)、98Nb(51.5 min)、91Mo(15.49 min)、94Tc(4.88 h)、101Tc(14.2 min)、94Ru(52 min)、95Ru(1.63 h)等[71]。其中，97Nb、98Nb、94Tc的衰變產物分別為穩定的97Mo、98Mo、94Mo，因此可以邊處理邊衰變；94Ru、95Ru的衰變產物均為锝同位素，89Nb的衰變產物為89Zr(78.5 h)，也可以邊處理邊衰變；而91Mo、101Tc的衰變產物分別為91Nb(680 a)、101Ru(穩定)；可作非放射性核素處理的核素有94Nb(2×104a)、92Nb(3.5×107a)、91Nb(680 a)、93Mo(4×103a)、93Zr(1.53×106a)。因此，可采取如下的分離方式：照射結束后先冷卻2.5 h，101Tc與91Mo幾乎完全衰變成穩定的101Ru與91Nb，此時近60%的89Nb衰變成89Zr，然后依次分離釕鈮，再用陽離子交換樹脂分離釔鋯，最后分離鉬锝。

4 總結與展望

99mTc是核醫學中應用最廣泛的醫用同位素，其主要來源于母體核素99Mo的衰變，但是近些年生產99Mo的反應堆大多都面臨著停堆檢修及關停退役等問題，導致全球99Mo供不應求，各國都在積極尋找能夠解決99Mo/99mTc供應短缺的途徑。經過二十多年的研究與發展，基于電子加速器生產99Mo的原理與技術基本不存在問題，生產過程中的關鍵技術基本已突破，如加速器性能指標、照射裝置與靶件設計、99mTc分離提取、100Mo回收利用以及廢物管理等。相較于現有反應堆生產，加速器生產成本相對低廉、(生產、配送)去中心化、方便設置、放射性廢物少，是最有希望成為替代反應堆生產的技術之一，而且由于產品是99Mo，可以直接利用現有供應鏈。由電子加速器產99mTc制成的顯像劑滿足加拿大衛生部與美國藥典(USP 2007)的監管要求，加拿大光源已成功交付了電子直線加速器生產99Mo的商業訂單，以及美國正在威斯康星州大力建設電子加速器生產99Mo的工廠，這都表明該生產方式的安全性。采用電子加速器生產99Mo會導致成本輕微增加，但該生產設施也可以用于生產其他同位素，因此電子加速器輻照產99Mo是具有較好的經濟性。基于其可行性、安全性與經濟性，電子加速器輻照產99Mo極具發展潛力，預計在不久的將來，將會有更多的患者使用電子加速器產的99Mo/99mTc。盡管我國在這一領域的研究較少，考慮到對99Mo/99mTc需求的增加以及電子加速器生產醫用同位素技術的成熟，在國內發展電子加速器生產99Mo勢在必行。