Atomen met impact Wat is de rol van URENCO bij de bestrijding van kanker? St. Vechtgenoten 20 februari 2015
Arjan Bos Head of Stable Isotopes
Introductie
– Wat zijn stabiele isotopen en wat is verrijking? – Hoe werkt het verrijkingsproces bij URENCO? – Wat zijn belangrijke toepassingen van verrijkte stabiele isotopen?
Introductie Allereerst…….. Wat zijn stabiele isotopen?
Introductie: elementen • Alles om ons heen is opgebouwd uit atomen. • Lichte elementen zoals waterstof, koolstof, stikstof hebben kleine atomen en zware elementen zoals goud en lood hebben grote atomen. • Alle elementen zijn netjes opgenomen in het periodiek systeem.
Introductie: isotopen • Maar niet alle atomen van een element zien er hetzelfde uit. Sommigen zijn zwaarder dan anderen. • Die verschillende vormen worden isotopen genoemd. • Sommige isotopen zijn onstabiel (radioactief) en sommigen zijn stabiel. • De meeste elementen hebben meerdere stabiele isotopen (2 tot 10). • In de natuur komen de isotopen van een element altijd in een vaste verhouding voor. • Voor sommige toepassingen is het nodig om die isotoopverhouding te veranderen. Dat proces wordt verrijken genoemd.
Verrijking • Het verrijken van Uranium is de hoofdactiviteit van URENCO. • Uranium heeft 2 isotopen: U235 (0,7%) en U238 (99,3%). • URENCO verrijkt Uranium in de isotoop U235 tot 3%-5% zodat het gebruikt kan worden als brandstof in kerncentrales. • URENCO verrijkt ook de isotopen van niet-radioactieve elementen.
Verrijking: gascentrifuge Zware isotopen
Bij URENCO gebruiken we ultracentrifugetechnologie.
Voedingsgas
Lichte isotopen
Gas aftap (licht)
Voordeel: • Flexibel • Kosten effectief Nadeel: • Gasvormige verbinding nodig • Beperkte verrijking: veel centrifuges nodig
Mantel
Rotor Gas aftap (zwaar) Motor
centrifuge overzicht
Verrijking: productie faciliteiten
Cascade
Chemische omzetting
Test opstelling
Cascade
Wat kun je doen met isotopen? Verrijkte stabiele isotopen hebben verschillende toepassingen: • Industrieel • Verbeteren van werkomstandigheden in kerncentrales. • Productie van halfgeleiders. • Medisch • Behandeling van prostaat- en longkanker. • Opsporen van darmkanker. • Onderzoek • Verbeteren van voedsel van kinderen in ontwikkelingslanden. • Onderzoek naar de eigenschappen van de kleinste deeltjes.
Longkanker behandeling Verrijkt materiaal van URENCO wordt in staafjes verwerkt en radioactief gemaakt.
Radioactieve bron wordt aan flexibele stalen kabel gelast.
Zgn. afterloader wordt gebruikt om heel lokaal tumoren te bestralen. Jaarlijks wereldwijd meer dan 1 miljoen patiëntbehandelingen.
Prostaatkanker behandeling Product van URENCO wordt eerst radioactief gemaakt.
Radioactief materiaal gaat in kleine hulsjes die met lange naalden worden ingebracht. Hulsjes blijven de rest van het leven in de prostaat aanwezig.
Opsporen van hart- en vaatziekten • • • • •
PET (Positron Emission Tomography) is een methode die veel wordt gebruikt voor het opsporen van kanker en hart en vaatziekten. Hiervoor wordt meestal de radioisotoop Fluor 18 gebruikt in de vorm van FDG. Fluor 18 vervalt vrij snel en men kan daarom maar 1 opname maken. De radio isotoop Jodium 124 vervalt minder snel en kan gemaakt worden van een URENCO product. Stelt doctoren in staat om processen in lichaam te volgen, zonder opnieuw radioactief materiaal in te spuiten.
Darmkanker opsporen •
Goed behandelbaar als het in een vroeg stadium wordt ontdekt, maar in de praktijk wordt de diagnose pas laat gesteld. • Coloscopie (endoscoop in de dikke darm) is nodig om diagnose goed te kunnen stellen. • Onderzoek naar goedkope, snelle en eenvoudige diagnostiek. • Pil in ontwikkeling met radioactieve bron (gemaakt van URENCO product) en micro-elektronica. • Pil reist door lichaam en maakt 3D beeld van darmen. Data wordt draadloos naar ontvanger gestuurd. • Huisarts leest data uit en in slechts 5% van gevallen is verwijzing naar specialist nodig.
Hoe maak je een radio isotoop?
Kernreactor (hoge flux), zoals b.v. de HFR in Petten.
Cyclotron (deeltjesversneller), vaak aanwezig in ziekenhuizen
Verbeteren van voeding •
Veel onderzoek wordt uitgevoerd naar het toevoegen van essentiële elementen en mineralen (Zn, K, Ca, Fe, Mg, etc) aan voedsel, met name bij kinderen in ontwikkelingslanden.
•
Belangrijk om deze elementen in de juiste vorm toe te voegen om opname door het lichaam te verbeteren.
•
Om het gedrag van Zink in het menselijk lichaam te onderzoeken, wordt gebruik gemaakt van verrijkte Zink isotopen (van URENCO).
Onderzoek naar deeltjes • Neutrino's zijn zeer kleine elementaire deeltjes die heel moeilijk te bestuderen zijn. • Wereldwijd wordt veel onderzoek gedaan naar de eigenschappen van neutrino’s, met name naar de massa. • Sommige stabiele isotopen hebben een bijzondere eigenschap die wetenschappers helpt om dit onderzoek uit te voeren.
• Grote detectoren worden gebruikt met daarin producten van URENCO.
Vragen
Bedankt voor jullie aandacht! Vragen ?
