锕Ac-225的生产工艺路线（四）

加速器质子束流或者

氘束流轰击靶材镭²²⁶Ra

引言

近年来，随着新的靶点、合成化学方法以及标记方法的开发和实现，α放射性核素靶向治疗(TAT)技术作为一种很有前景的肿瘤治疗手段正大放异彩。因α放射性核素具有线性传能密度高、射程短、放射生物学效应和细胞毒性强等特点，在微小肿瘤、散在性肿瘤及发生微转移肿瘤的治疗上展现出了独特优势。

适合用于TΑT治疗的核素可能只有5种甚至更少。这些核素可以分为两类，一类来自于自然衰变链，每次衰变产生多个α粒子（如²²⁵Αc），另一类则每次衰变产生一个α粒子（如²¹¹Αt）。对于²²⁵Αc，天然源材料（²²⁶Ra）的限制使其每年只能供应小于1000名患者，而替代的技术路线也都存在亟待解决的难题，如²²⁷Ac导致的放射性纯度的问题与²²⁶Ra的制靶技术难题。

本期继续介绍锕²²⁵Ac生产的第四种方法，即使用加速器产生的质子束流或者氘束流轰击靶材镭²²⁶Ra。

回旋加速器质子束流

核反应

²²⁶Ra[p，2n]²²⁵Ac

生产路线分析

回旋加速器能量在15MeV时，质子束流照射镭²²⁶Ra生产锕²²⁵Ac。理论上，50μA质子束流轰击20小时，可产生486mCi²²⁵Ac。结合靶材镭²²⁶Ra反应截面和阻止能力，经理论计算，采用能量20MeV、束流强度200μA的质子束流轰击1克靶材，可以产生最多108Ci的锕²²⁵Ac，但这个工艺路线除锕²²⁵Ac外，产生的终产物含有11%的锕²²⁶Ac，其半衰期为29.4小时，即便锕²²⁶Ac的衰变相比²²⁵Ac更快，也一定程度上减少了²²⁵Ac总产量和核纯度。更重要的是，放射性靶材镭²²⁶Ra的制备和处理的技术难题以及镭²²⁶Ra的来源问题已经成为全球各生产机构的共性问题。

全球生产现状

全球采用该工艺生产锕²²⁵Ac的机构或公司：

◼Actinium Pharmaceuticals Inc，与德国慕尼黑ITG/ITM合作，开发加速器生产锕²²⁵Ac，但位于慕尼黑的加速器在2013年已经关闭。尽管ITM保留了靶材镭²²⁶Ra的相关技术，后期没有再投入、使用其它设备。

◼荷兰一家公司Alfarim最近宣称他们参与了质子加速器生产锕²²⁵Ac的项目，年产量可达5至10Ci，但该公司尚未开展此项目。

◼韩国KIRAMS公司于2019年9月宣称准备用30MeV质子束流加速器生产锕²²⁵Ac，但目前确切消息未得到证实。

◼ 捷克CAS核物理研究配备了 24MeV ACSI的加速器，也有计划生产锕²²⁵Ac。

直线加速器氘束流

核反应

²²⁶Ra[d，3n]²²⁵Ac

生产路线分析

用直线加速器而非回旋加速器产生15MeV的氘束流生产锕²²⁵Ac，理论年产量可达几千Ci，取决于氘束流强度。但目前为止，该方法还未开发工业级工艺技术，预估需要投入3000万欧元去完成研发。这个工艺方法的副产物是锕²²⁶Ac。据估计，35MeV氘束流，10天连续轰击100毫克镭²²⁶Ra，可产生1.5Ci锕²²⁵Ac，相应地一年的产量可达到50Ci。

全球生产现状

无论是用回旋加速器还是直线加速器生产锕²²⁵Ac，都需要使用放射性镭²²⁶Ra作为靶材。目前，全球仅有少数几家机构或者公司能提供起始原料镭²²⁶Ra，锕²²⁵Ac生产厂家只能依靠美国能源部DoE、俄罗斯JSC和比利时SCK。美国Nusano公司和加拿大Mevex公司，正在利用该方法研发锕²²⁵Ac生产技术；IBA和SCK成立的合资公司Pantera也计划尝试，进行了相关的研究，但最快也要2027年才能看到成果。