Stabiele Isotopen bij URENCO Nederland

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 ?