Hızlandırıcılarda tıbbi CU izotop üretiminin araştırılması
Investigation of medical CU isotope production in accelerators
- Tez No: 909157
- Danışmanlar: DOÇ. CANER YALÇIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışmasında,“Hızlandırıcılarda Tıbbi Bakır Radyoizotopu Üretimi”konusunu incelemektedir. Nükleer teknolojinin tıp alanındaki önemli uygulamalarına, özellikle hastalıkların teşhisi ve tedavisi için kullanılan bakır radyoizotopunun parçacık hızlandırıcıları kullanılarak üretimi ve üretim sürecine ait nükleer parametrelerin teorik olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Cu64, hem β⁺ hem de β⁻ yayıcı özelliği sayesinde PET görüntüleme ile birlikte hedefe yönelik radyoterapi için uygun olduğu, aynı zamanda Cu67'nin ise β⁻ yayıcı özelliği ve Cu64 ile Teranostik bir radyoizotop olduğu için kanser de tanı ve tedavi amacıyla kullanımı öne çıkmaktadır. Çalışmada, radyoizotop üretiminde kullanılan başlıca üç yöntemden (nükleer reaktörler, radyonüklid jeneratörleri ve parçacık hızlandırıcıları/siklotronlar) siklotronların güvenli, kısa yarı ömürlü ve yüksek saflıkta radyoizotop üretimi potansiyeli nedeniyle öne çıktığı belirtilmiştir. Özellikle katı hedeflerle radyoizotop üretimi yöntemi, yüksek özgün aktivite ve saflık gerektiren durumlarda tercih edilmektedir. Bu yöntem hedef hazırlama (örneğin Ni-64'ün altın veya gümüş üzerine kaplanması), ışınlama (proton, döteron veya alfa parçacıklarıyla bombardıman), kimyasal ayırma, saflaştırma/formülasyon ve hedefin geri kazanımı adımlarını içerir. Çalışma kapsamında, Cu64 radyoizotopu üretimi için zenginleştirilmiş Ni64 hedefinin bombardımanı sonucu gerçekleşen ⁶⁴Ni(p,n)⁶⁴Cu reaksiyonunu incelemektedir. Reaksiyona ait tesir kesitleri, farklı optik model potansiyelleri (OMP), seviye yoğunluğu modelleri (LDM), kuvvet fonksiyonu modelleri (SFM) kullanılarak Talys nükleer reaksiyon simülasyon kodu ile hesaplanmıştır. Teorik sonuçlar, mevcut deneysel verilerle karşılaştırılmış ve en uyumlu model kombinasyonlarının belirlenmesi amacıyla eşik mantık birimi(TLU) yöntemi uygulanmıştır. Ayrıca ince hedef aktivasyonu yaklaşım kullanılarak, aktivasyon ve bozunma süreçleri zamana bağlı olarak modellenmiş, farklı ışınlama enerjileri için aktivite-zaman eğrileri elde edilmiştir. Aktivasyon süresince üretim ve bozunmanın birlikte gerçekleştiği, ışınlama sonrasında ise yalnızca bozunma sürecindeki değişim gösterilmiştir. Elde edilen sonuçlar, ⁶⁴Ni(p,n)⁶⁴Cu reaksiyonunun enerji aralığında yüksek özgün aktivite ve düşük radyonüklid safsızlık ile Cu64 üretimi için elverişli olduğunu ortaya koymaktadır. Bu çalışma, siklotron temelli Cu64 üretiminin nükleer tıp uygulamalarında güvenilir ve verimli bir seçenek olduğunu göstermekte ve deneysel çalışmalara teorik altyapı oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, the topic“Production of Medical Copper Radioisotopes in Accelerators”is investigated. The study aims to examine important applications of nuclear technology in medicine, particularly the production of copper radioisotopes used in the diagnosis and treatment of diseases by means of particle accelerators, and to theoretically analyze the nuclear parameters involved in the production process. Among copper radioisotopes, Cu-64, owing to its dual β⁺ and β⁻ emission, is suitable for positron emission tomography (PET) imaging as well as targeted radiotherapy, while Cu-67, with its β⁻ emission and its theranostic complementarity with Cu-64, stands out for combined diagnostic and therapeutic applications in cancer. The study emphasizes that, among the three main radioisotope production methods—nuclear reactors, radionuclide generators, and particle accelerators/cyclotrons—cyclotrons are particularly advantageous due to their capability to produce short-lived radioisotopes safely and with high radionuclidic purity. In particular, solid-target radioisotope production is preferred in applications requiring high specific activity and purity. This method includes target preparation (e.g., plating of Ni-64 onto gold or silver backings), irradiation (with protons, deuterons, or alpha particles), chemical separation, purification/formulation, and target recovery. Within this framework, the thesis investigates the ⁶⁴Ni(p,n)⁶⁴Cu reaction resulting from the bombardment of enriched Ni-64 targets for the production of Cu-64. Reaction cross sections were calculated using the TALYS nuclear reaction simulation code by employing different combinations of optical model potentials (OMP), level density models (LDM), and strength function models (SFM). The theoretical results were compared with available experimental data, and the threshold logic unit (TLU) method was applied to identify the most compatible model combinations. In addition, using the thin-target activation approach, the activation and decay processes were modeled as functions of time, and activity–time curves were obtained for different irradiation energies. During irradiation, simultaneous production and decay were considered, while after irradiation only the decay process was analyzed. The results demonstrate that the ⁶⁴Ni(p,n)⁶⁴Cu reaction is well suited for Cu-64 production within the relevant energy range, providing high specific activity with low radionuclidic impurities. This study shows that cyclotron-based Cu-64 production is a reliable and efficient option for nuclear medicine applications and provides a solid theoretical framework for future experimental studies.
Benzer Tezler
- Hızlandırıcı tabanlı radyoizotop üretimi ve potansiyelinin simülasyonlar yoluyla araştırılması
Comparison of accelator based radioisotope production potentials in medical imaging
ŞEYDANUR AKÇAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Aydın ÜniversitesiSağlık Bilişimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SİNAN KUDAY
- Robotik ve filtresiz lineer hızlandırıcılarda 6 mv foton ışınları ile yapılan tedavilerde doz dağılımlarının karşılaştırılması
Comprasion of dose distribution of radiation therapy which done by 6 mv photon beam on robotic and unflattened linear accelarator
DENİZ KISINMA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Onkolojiİstanbul ÜniversitesiTemel Onkoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE BİLGE BECERİR
- Proton indüklemeli nükleer reaksiyonlar ile tıbbi radyoizotop üretim hesaplamaları
Medi̇cal radioisotope production calculations with proton-induced nuclear reactions
ŞEVKİ ŞENTÜRK
Doktora
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TUNCAY BAYRAM
- Ortogonal radyasyon alanları içeren baş-boyun tümörlerinin, asimetrik kolime edilmiş CO-60 ve 4MV (X) ışınları ile tedavisinde set-up hatalarının birleşim bölgesine etkisi
The Effect of set-up mistakes at the adjacent field junctions in the treatment of head and neck tumors with orthogonal radiation fields at C=-60 which collimated asymmetrically 4 MV X-ray beams
HALİL KÜÇÜCÜK
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Onkolojiİstanbul ÜniversitesiTemel Onkoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HATİCE BİLGE
- Determination of energy dependent total macroscopic cross-sections of different materials using the Monte Carlo method
Farklı materyallerin enerjiye bağlı toplam makroskopik tesir kesitlerinin Monte Carlo yöntemiylebelirlenmesi
DENİZ ATLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Nükleer MühendislikMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TAYFUN AKYÜREK
PROF. DR. KADİR ESMER