Carbón activo recubierto de alúmina como adsorbente para generadores 99Mo/99mTc

Abstract

[ES] El tecnecio-99m (99mTc), el radioisótopo más importante en la medicina nuclear de diagnóstico, se utiliza para aproximadamente 35 millones de procedimientos por año. Una gran parte del éxito de 99mTc radica en su disponibilidad local a partir de un generador 99Mo / 99mTc. Los hospitales se abastecen con estos generadores.

Actualmente, la mayor parte de la producción de molibdeno 99 depende de la disponibilidad de unos pocos reactores de investigación antiguos, los cuales emplean uranio altamente enriquecido. El cierre previsto de los reactores más importantes ha acelerado el desarrollo de vías alternativas para producir molibdeno-99. Una ruta de producción alternativa, la cual evita el uso de uranio, es mediante la activación neutrónica del molibdeno-98. Sin embargo, el molibdeno 99 producido mediante la activación neutrónica tiene una baja actividad específica. Debido a esto, se necesitan adsorbentes con mayor capacidad de adsorción para reemplazar los actuales adsorbentes de alúmina activados con ácido para generadores de 99Mo / 99mTc.

En esta tesis, se ha estudiado un adsorbente de carbón activado recubierto de alúmina. En primer lugar, se sintetizaron diferentes lotes de adsorbentes empleando la técnica de deposición atómica por capas o Atomic Layer Deposition (ALD). A continuación, los nuevos adsorbentes se caracterizaron por medio de diferentes técnicas, lo que demuestra la presencia de recubrimiento de alúmina. Gracias a la adsorción de nitrógeno reveló la estructura microporosa de los adsorbentes y la reducción de su área de superficie específica después del recubrimiento. Finalmente, se realizaron experimentos de adsorción de molibdeno para obtener información sobre el comportamiento de adsorción de los adsorbentes, revelando altas capacidades de adsorción.

[EN] Technetium-99m (99mTc), the most important radioisotope in diagnostic nuclear medicine, is used for approximately 35 million procedures per year. A large part of the success of 99mTc lies on its local availability from a 99Mo/99mTc generator. Hospitals are supplied with these generators.

Currently, most molybdenum-99 production depends on the availability of a few old research reactors, which use high enriched uranium. The planned closure of the most important reactors has accelerated the development of alternative pathways to produce molybdenum-99. One alternative production route, which avoids the use of uranium, is through neutron activation of molybdenum-98. However, the molybdenum-99 produced through neutron activation has a low specific activity. Thus, adsorbents with higher adsorption capacity are needed to replace the current acid activated alumina adsorbents for 99Mo/99mTc generators.

In this thesis, an alumina coated activated carbon adsorbent has been studied. Firstly, different adsorbent batches were synthesized by using Atomic Layer Deposition. Then, the new adsorbents were characterized with different techniques, proving the presence of alumina coating. Nitrogen adsorption revealed the microporous structure of the adsorbents and the reduction of its specific surface area after coating. Finally, molybdenum adsorption experiments were performed to gain insight into the adsorption behaviour of the adsorbents, reporting high adsorption capacities.