بررسی شرایط بهینه تولید رادیوایزوتوپ اسکاندیم-43 در سیکلوترون 30MeV از طریق شبیه‌سازی مونت‌کارلو

نویسندگان

1 گروه مهندسی پرتوپزشکی، دانشکده فنی مهندسی ، واحد لاهیجان ، دانشگاه آزاد اسلامی ، لاهیجان ، ایران

2 گروه مهندسی پرتوپزشکی، دانشکده فنی مهندسی ، واحد لاهیجان ، دانشگاه آزاد اسلامی ، لاهیجان ، ایران

doi
10.22052/rsm.2025.255794.1083
چکیده

اسکاندیم-43 (43Sc) رادیوایزوتوپی پوزیترون‌زا است که با گسیل فوتون نابودی KeV 511 (176%) و پرتو گامای KeV 76/372 (%23)، قابلیت استفاده در تصویربرداری PET را دارد. در این مطالعه، بهره تئوری تولید 43Sc و ناخالصی‌های همراه آن در واکنش‌های 40Ca(α,p)، 41K(α,2n)، 42Ca(d,n)، 43Ca(p,n)، 44Ca(p,2n) و 46Ti(p,a) برای تولید این رادیوایزوتوپ در سیکلوترون MeV 30 کرج، با شبیه‌سازی توابع برانگیختگی این واکنش‌ها در کدهای مونت‌کارلو TALYS-1/96 و EMPIRE-3-2-2، و توان ایستانندگی جرمی در کد مونت‌کارلو SRIM-2013 در بازه انرژی 0 تا MeV 30 و انتگرال‌گیری عددی از فرمول بهره تولید در MATLAB محاسبه شده و با نتایج تجربی مقایسه ‌شد. 44Sc ناخالصی رادیوایزوتوپی است که‌ در واکنش‌های 44Ca(p,2n) و 41K(α,2n) تولید می‌شود و حذف آن از محصول نهایی عملاً غیرممکن است؛ در واکنش 46Ti(p,a) تولید می‌شود و با تعیین بازه انرژی، قابل‌حذف است؛ و در واکنش‌های 43Ca(p,n)، 42Ca(d,n) و 40Ca(α,p) تولید نمی‌شود. نتایج نشان می‌دهد که برای تولید 43Sc خالص با بالاترین بهره تولید، 43Ca(p,n) بهترین واکنش برای سیکلوترون کرج است؛ اما برای تولید محصولی خالص با بهره مناسب و کمترین هزینه ممکن، واکنش 40Ca(α,p) انتخاب بهتری است.