Азот-13
Азот-13 (13N) — радіоізотоп азоту, який використовується в позитронно-емісійній томографії (ПЕТ). Його період напіврозпаду становить трохи менше десяти хвилин, тому його потрібно виготовляти на місці. Для цього можна використовувати циклотрон.
Азот-13 використовується для позначення молекул аміаку для візуалізації перфузії міокарда.
Виробництво[ред. | ред. код]
Азот-13 використовується в медичній ПЕТ-візуалізації у формі міченого аміаку. Його можна виготовити за допомогою медичного циклотрона, використовуючи як мішень чисту воду з невеликою кількістю етанолу. Реагентами є кисень-16 (у складі H2O) і протон, а продуктами є азот-13 і альфа-частинка (гелій-4).
- 1H + 16O → 13N + 4He
Протон повинен бути прискорений до загальної енергії більше 5,66 МеВ. Це порогова енергія для цієї реакції[1], оскільки вона ендотермічна (тобто маса продуктів більша, ніж реагентів, тому необхідно подати енергію, яка перетворюється на масу). З цієї причини протон повинен нести додаткову енергію, щоб викликати ядерну реакцію.
Різниця енергії насправді становить 5,22 МеВ, але якби протон постачав лише цю енергію, реагенти утворювалися б без кінетичної енергії. Оскільки імпульс має бути збережений, справжня енергія, яку повинен передати протон, визначається як:
де — це маса 4Не і дорівнює масі 13N ; тому = 0,307 806 661. Присутність етанолу (у концентрації ~5 мМ) у водному розчині дозволяє зручно утворювати аміак, коли утворюється азот-13. Існують інші шляхи виробництва міченого 13N аміаку, деякі з яких сприяють спільному виробленню інших легких радіонуклідів для діагностичної візуальзації.[2][3]
Азот-13 відіграє значну роль у циклі CNO, який є домінуючим джерелом енергії в зірках головної послідовності, маса яких у 1,5 рази перевищує масу Сонця.[4]
Блискавка може відігравати певну роль в утворенні азоту-13.[5][6]
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ Islam, M. R.; Beni, M. S.; Ng, C та ін. (2022). Proton range monitoring using 13N peak for proton therapy applications. PLOS ONE. 17 (2): e0263521-1—e0263521-18. doi:10.1371/journal.pone.0263521. PMC 8846528. PMID 35167589.
- ↑ Biricova, Veronika; Kuruc, Jozef (2007). Synthesis of the radiopharmaceuticals for positron emission tomography. U.S. Department of Energy, Office of Scientific and Technical Information. Процитовано 4 August 2022.
- ↑ Yokell, Daniel L.; Rice, Peter A.; Neelamegam, Ramesh; El Fakhri, Georges (13 May 2020). Development, validation and regulatory acceptance of improved purification and simplified quality control of [13N] Ammonia. EJNMMI Radiopharm Chem. 5 (11): 11. doi:10.1186/s41181-020-00097-7. PMC 7221112. PMID 32405797.
- ↑ Phillips, A.C. (1994). The Physics of Stars. John Wiley & Sons. ISBN 0-471-94057-7.
- ↑ Lightning, with a chance of antimatter. Phys.org. ScienceX. 22 листопада 2017. Процитовано 24 листопада 2017.
The gamma rays emitted in lightning have enough energy to knock a neutron out of atmospheric nitrogen
- ↑ Castelvecchi, Davide (22 листопада 2017). Lightning makes new isotopes. Nature. doi:10.1038/nature.2017.23033. Процитовано 29 листопада 2017.