Dreiundachtzig Jahre nach der Patentierung des Zyklotrons nimmt die Wissenschaft den Atomzerstörer als potenziellen Hersteller des radioaktiven Isotops unter die Lupe, mit dessen Hilfe Ärzte jedes Jahr Millionen von Patienten auf der ganzen Welt diagnostizieren können.
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Das Zyklotron wurde an diesem Tag im Jahr 1934 von Ernest Lawrence, einem Professor an der University of California in Berkeley, patentiert. Der Physiker nahm 1939 einen Nobelpreis für seine Erfindung mit nach Hause, dessen größte Bedeutung in den Worten des Nobelkomitees in der "Herstellung künstlich radioaktiver Substanzen" lag.
"Lawrences erstes Zyklotron mit einem Durchmesser von 4 Zoll war klein genug, um in einer Hand gehalten zu werden", schreibt der Science & Technology Review . "Dieser winzige Apparat aus Messing und Siegellack, dessen Bau etwa 25 US-Dollar kostete, beschleunigte Wasserstoffmolekülionen erfolgreich auf 80.000 Volt."
Die Überprüfung wird vom Lawrence Livermore National Laboratory durchgeführt. Das Labor wurde zu Ehren von Lawrences prestigeträchtiger Karriere benannt, die sich größtenteils im „Goldenen Zeitalter der Teilchenphysik“ abspielte, zu dessen Beginn Lawrences Arbeit beitrug.
In diesem Klima halfen Experimente mit dem Zyklotron den Wissenschaftlern schnell, viele der heute in der Nuklearmedizin verwendeten Radioisotope zu entdecken, darunter Technetium-99, das wegen seiner Vielzahl an Einsatzorten allgemein als „Arbeitspferd der Nuklearmedizin“ bezeichnet wird. Ein Arzt injiziert eine kleine Menge radioaktives Isotop in den Körper eines Patienten. Das Isotop wird vom Körper des Patienten absorbiert und dann von Scannern aufgenommen, die Strahlung erfassen. Auf diese Weise kann Technetium-99 verwendet werden, um bei Eingriffen von Herz-Stresstests bis zu Knochenscans in den Körper des Menschen zu sehen. Aufgrund seiner kurzen Halbwertszeit (nur sechs Stunden) verschwindet es schnell aus dem Körper.
Für den Rest des 20. Jahrhunderts wurden die Isotope, die zuerst mit dem einfachen Zyklotron hergestellt wurden, in uranbetriebenen Kernreaktoren hergestellt. All dies begann sich Ende der 2000er Jahre zu ändern, als die alternden Reaktoren, die Technetium-99 produzierten, technische Probleme hatten und die weltweite medizinische Versorgung mit einem wesentlichen Diagnosewerkzeug gefährdet war. Der Manager eines dieser Reaktoren sagte Richard Van Noorden für Nature, dass es "das Isotopenäquivalent eines Stromausfalls" sei.
Viele Krankenhäuser hatten wochenlang kein Technetium-99 mehr, schrieb Van Noorden. Und es war nur das erste Mal. "Der Absturz hat schmerzlich deutlich gemacht, dass die Lieferkette für medizinische Isotope in der Welt gefährlich instabil ist und sich stark auf vier staatlich subventionierte Reaktoren stützt, die in den 1950er und 1960er Jahren gebaut wurden", schrieb er. Und jetzt, da Nordamerikas einziger Isotopenreaktor die Produktion eingestellt hat, ist die Versorgung mehr denn je bedroht.
Während dieser andauernden Krise schlugen einige eine Lösung vor, die zum Anfang zurückführte: das Zyklotron. Eine Lösung ergab sich in Kanada, dessen Chalk River-Reaktor einer der weltweit größten Hersteller von Technetium-99 ist. Forscher im ganzen Land haben an Pilotprojekten mit lokalen Zyklotrons zusammengearbeitet, um die medizinischen Isotope herzustellen, die früher zentral im Reaktor hergestellt wurden. Die Technologie zur Herstellung der Isotope in ausreichenden Mengen für die medizinische Gemeinschaft ist jedoch noch nicht vollständig fertiggestellt.
Einige Krankenhäuser auf der ganzen Welt haben derzeit medizinische Zyklotrons, aber sie führen andere Aufgaben in der Nuklearmedizin durch und können Technetium-99 nicht produzieren.
TRIUMF, das leitende Labor der Universität von British Columbia, argumentiert auf seiner Website, dass die Innovation tatsächlich eine Verbesserung des aktuellen Systems darstellt, da es den Abfall verringert. Technetium-99 hat nur eine Halbwertszeit von sechs Stunden, so dass ein Großteil davon „verschwendet wird, da es während des Transports von weit entfernten Reaktoren zu Pharmaunternehmen zu Krankenhäusern zerfällt“, heißt es auf der Website. Die Installation lokaler Zyklotrons zur Herstellung von Technetium-99 verringert den Abfall und verteuert laut der Website medizinische Isotopenverfahren.
Stellen Sie sich ihren Vorschlag als 100-Meilen-Diät nur für medizinische Isotope vor.
