同位体の放射壊変は医療用にも使われます、PET(positron emission tomography 陽電子放出断層写真法)は、放射壊変して陽電子を出す特定の原子核を含む化合物を人体に注射し、出てきた陽電子が周囲の電子と対消滅するときに180度逆の2方向にガンマ線が出ることを利用して、精度よく人体中の位置を特定できます。転移しているかもしれないガンの場所を探すとき等に威力を発揮します。その時に使う原子核は 18F, 12C, 13N, 15Oで、加速器で作った後迅速に有機合成して糖などの試薬に組み込み注射します。半減期2分のものもあるので、PETには加速器が付属していてその場で原子核を作り、工夫した有機反応で自動合成して注射薬が提供されます。この有機反応の開発も一時期流行りましたが、今は落ち着いているようです。
https://www.shinyuri-hospital.com/doc/special_dock_petct_qa.html
https://www.hosp.ncgm.go.jp/s037/010/080/020/medicine.html
https://www.tmghig.jp/research/topics/201801-538/
2022-03-21の週に量子医科学研究所(千葉)の説明をしましたが、PETは説明していませんでした。
PET用のサイクロトロンの説明を見つけました(pdf注意)。日本で加速器と言えば住友重機(Sumitomo Heavy Industries)で、著者はやはりここの人です。
https://www.pasj.jp/kaishi/cgi-bin/kasokuki.cgi?articles%2F2%2Fp191.pdf
思ったより小さいですね。1H+18O -> 18F などの反応です。ガンは糖の消費が激しいので、標識した糖が集まったところとして画像検出されます。
核反応、その後の試薬合成反応については下記に詳しいです。
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4306521
医療用サイクロトロンの世界シェアを持つ会社には、IBE, GE, Siemense, Sumitomo Heavy Industies, Advanced Cyclotron Systems(カナダ), TeamBest などがあるとのことです。下記によると2021年の市場規模は$230M(322億円),2030年には$384M(538億円)です。地味ですが技術力が生かせるいいビジネスではないでしょうか。
https://www.biospace.com/article/medical-cyclotron-market-size-share-trends-growth-report-2022-2030/
英語は https://advancedcyclotron.com/ から。サイクロトロンを作る動画がトップページで楽しいです。
electron-positron annihilation 電子-陽電子消滅 アナイア「れ」ーション 消滅、全滅、絶滅 level 14
compact, powerful and versatile 小型、強力、汎用 「ヴァ」ーサタイる 汎用的な、万能の、多芸の level 9
“The TR-Flex magnet measures 1.7m x 1.7m x 1.1m and weighs only 24 tons.”
measures (測ったら)~になる 英語らしい言い回しです。これが使えるようになってください。
weighs 重さは~になる 同上
“The efficiency of the TR-flex translates into the smallest foot-print and low cost of the cyclotron vault housing this cyclotron.”
vault ヴォーると (地下)貯蔵室 アーチ形天井
housing ~を納める
“Technetium-99m is the most commonly used medical isotope in the world, and the expected shutdown of the Chalk River Reactor in 2016 will further contribute to the global shortage of this key isotope.”
global shortage 世界的不足
99mTc 半減期6時間のガンマ線核種で、原子炉で作られる99Moからmilkingで生成されるようです。そのため 99Moをモリ(ブデン)牛(moly cow)と呼ぶそうです。試薬に化学結合で組み込み、白血球を標識すると、白血球が集まっているところ=炎症部位 が3次元が見えます。半減期が短く、娘核種の放射線が弱い(エネルギーの弱いβ崩壊)ことが被ばくを抑える効果があるため、放射核種標識の論文の75%が99mTcだそうです。
mは準安定の意味。
https://en.wikipedia.org/wiki/Technetium-99m_generatormetastable
メタス「テ」イボー 準安定な