商用回旋加速器生产治疗性核素103Pd的截面评估：不同生产路线的比较与优化研究

本文系统评估了通过103Rh(p,n)和103Rh(d,2n)反应生产治疗性核素103Pd的激发函数，结合实验数据归一化处理与EMPIRE核反应程序验证，提出了优化生产方案。研究表明质子与氘核辐照路线在产额相当（～12 MBq/μA h）前提下，分别具有高束流强度与薄靶材优势，为商用回旋加速器高效生产医用103Pd提供了关键数据支撑。

　　

Section snippets

Introduction:

¹⁰³Pd是一种具有重要治疗价值的放射性核素。其半衰期为16.99天，通过100%电子俘获（EC）衰变为^103mRh（半衰期T_1/2=56.1分钟）（NuDat 3.0, 2024），随后通过同质异能跃迁（IT）进一步衰变。EC和IT衰变过程会释放X射线、内转换电子和俄歇电子，这使得该核素特别适用于内照射放疗（Capote et al., 2007; Hussain et al., 2009; IAEA, 2009）。低能俄歇电子（2, 17 keV）与低能...

Analysis of literature data:

本节全面梳理了与所研究核反应相关的文献数据。实验数据源自EXFOR数据库（EXFOR Database, 2024）及其他可用来源。通过修正和归一化处理，增强了实验截面数据的一致性。由于¹⁰³Pd衰变产生的γ射线强度较低（见表1），多种检测方法（如X射线与γ射线探测器、中子探测器乃至...

Results and discussion

对用于生产治疗性核素¹⁰³Pd的核反应¹⁰³Rh(p,n)¹⁰³Pd与¹⁰³Rh(d,2n)¹⁰³Pd进行了评估，以优化商用回旋加速器的生产方案。本次评估为两条反应路径提供了一套推荐的截面数据，并据此计算了两种生产路线的积分产额。计算得到的截面、产额以及所需吸收束流能量的靶材厚度详见表3。

Calculated integral yield:

通过¹⁰³Rh(p,n)和¹⁰³Rh(d,2n)反应生产¹⁰³Pd的积分产额是采用经典产额公式计算的（Otuka and Takács, 2015; Qaim, 2001）。积分产额是指厚靶在1微安束流照射一小时后所获得的物理产额。该产额公式综合考虑了反应截面以及入射粒子在靶材内的阻止本领。对于反应...

Conclusion:

本研究评估了用于生产无放射性杂质的¹⁰³Pd的核反应¹⁰³Rh(p,n)和¹⁰³Rh(d,2n)的激发函数。根据最新核数据和监测反应对文献中的实验结果进行了处理和重新归一化。利用核反应模型程序EMPIRE 3.2.3，通过不同参数集（包括核能级密度和...）进行了理论计算。