Reactoren en deeltjesversnellers

  • Reactoren en deeltjesversnellers zijn beide nodig voor isotopen productie
  • Isotopen voor therapie zijn alleen in reactor te produceren

Is een reactor nodig om medische isotopen te produceren?

In welvarende landen overlijden de meeste mensen aan hart- en vaatziekten, kanker, diabetes, long- en luchtwegaandoeningen en dementie. In al deze gevallen – met uitzondering van diabetes – is er grote kans dat de specialist zijn patiënt doorstuurt naar de nucleair geneeskundige. Dit gaat meestal om het maken van een scan (90% van de gevallen) maar ook steeds vaker om het in gang zetten van een (kanker)therapie of pijnbestrijding.

Reactor Vs Deeltjesversneller

Kan elke medische isotoop die nu met een reactor wordt gemaakt ook met een versneller worden gemaakt?

Het antwoord luidt: Nee, dit kan niet. Het omgekeerde geldt ook: niet elke medische isotoop die met een versneller wordt gemaakt kan met een reactor worden gemaakt. Dit heeft te maken met de eigenschappen van de grondstoffen in relatie tot de straling die een versneller of reactor voortbrengt. Dit zijn fysische eigenschappen die bepalen hoeveel radioactiviteit gemaakt kan worden met een reactor of met een versneller. Daarbij is het van belang of de medische isotoop gemaakt kan worden met de juiste kwaliteit (zuiverheid, specifieke activiteit) en de juiste hoeveelheid (radioactiviteit).

Nederland grootste producent

Sinds de sluiting van de Canadese NRU-reactor is Nederland de grootste producent van medische isotopen in de wereld. Omdat Technetium-99m qua marktomvang hierin de boventoon voert, zijn de verwachtingen van deze markt cruciaal.

De komende 20 jaar wordt verwacht dat er een lichte groei blijft. Deze groei komt voornamelijk voort uit landen waar de nucleaire geneeskunde nog in de kinderschoenen staat. In Westerse landen groeit met name de markt van therapeutische isotopen. Zo zijn er hoge verwachtingen van lutetium-177 en holmium-166.

Gebruik Reactorisotopen

Medische isotopen en ziektebeelden in het lichaam

Sem
Sofie

Dr. Marcel Stokkel
Hoofd Nucleaire Geneeskunde in het Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis en voorzitter van de Nederlandse Vereniging voor Nucleaire Geneeskunde.

Behandeling van tumoren?

Daar heb je toch echt een reactor voor nodig.

  • Zonder medische isotopen kunnen wij helemaal niks. Dan kan onze afdeling Nucleaire Geneeskunde van het Antoni van Leeuwenhoek Ziekenhuis wel sluiten.
  • Natuurlijk, er zijn alternatieve methoden om medische isotopen te maken, denk met name aan de productie door cyclotrons. Maar die isotopen zijn alleen geschikt voor diagnosticering, niet voor de behandeling van tumoren.
  • Van isotopenreactoren hebben we een klein aantal in de wereld, maar de meeste zijn oud en gaan binnen afzienbare tijd dicht.
  • En er hoeft maar één reactor te zijn die kampt met een storing en alle ziekenhuizen hebben wereldwijd direct een probleem.

Zonder medische isotopen kunnen wij helemaal niks. Dan kan onze afdeling Nucleaire Geneeskunde wel sluiten.

Toepassing Medische Isotopen

Op het gebied van medische isotopen heeft Nederland een toppositie. De nucleaire en medische infrastructuur leent zich uitstekend voor het doen van fundamenteel en toegepast wetenschappelijk onderzoek op het gebied van medische isotopen; alle stappen van de kolom zijn aanwezig om eigen onderzoek te doen, maar ook bij te dragen aan internationale ontwikkelingen en ‘clinical trials’.

To produce radiopharmaceuticals for the treatment of cancer patients worldwide, the NRG reactor in Petten, as part of an international reactor network, is of great importance.

Dr. Richard Henkelmann
Managing Director ITM Medical Isotopes GmbH. A company of the ITM Group.

ITM: Creating precision oncology treatments

Many patients whose cancer diseases were considered incurable just a few years ago can be shown new perspectives and given hope again thanks to advances in nuclear medicine.

  • Development, production and global supply of next generation medical radioisotopes and radiopharmaceuticals
  • Innovative precision oncology pipeline with radiodiagnostics and -therapeutics for difficult to treat cancers
  • Over 360 established sites worldwide
  • Collaboration with over 30 distribution partners in about 50 countries
  • High-quality products & environmental sustainability

En nu verder

Alternatieve technologieën

Er is een aantal technieken in ontwikkeling die in de toekomst mogelijk gaat bijdragen aan de productie van een beperkt aantal isotopen. Twee van deze ontwikkelingen zijn bijvoorbeeld de (Nederlandse) techniek ‘Lighthouse’ en het genoemde Amerikaanse ‘SHINE’.

  • • Met Lighthouse kan effectief één medische isotoop worden gemaakt, namelijk molybdeen-99.
  • • Met SHINE kunnen er effectief drie medische isotopen gemaakt worden, namelijk molybdeen

Vergunningen

Nederland kent een streng en zeer up-to-date stelsel van vergunningen in het kader van de Kernenergiewet. Voor het bouwen van een nieuwe nucleaire faciliteit, dus een reactor of een alternatieve technologie in Nederland zijn meerdere vergunningen nodig. Het geheel van bouwvergunningen tot en met gebruikersvergunning onder de Kernenergiewet zal aangevraagd moeten worden. Dat is een tijdrovend proces dat jaren in beslag neemt. Ook dient de bouwer van elke nucleaire installatie vooraf helderheid te geven over de opslag en verwerking van radioactief afval en de decommissioning (= ontmanteling en schoon opleveren van het terrein) op lange termijn.

Afval

Bij de huidige productie van molybdeen-99 (Mo-99) in een reactorontstaan twee soorten radioactief afval: operationeel afval en productie-afval.

Operationeel afval hangt direct samen met de operatie van de installatie. Dit is afval dat ontstaat zodra de reactor in bedrijf is. Het bestaat uit opgebrande splijtstofelementen.

Daarnaast is er productie-afval, dat rechtstreeks veroorzaakt wordt door productie van Mo-99 in de reactor. Dit afval ontstaat wanneer ‘molybdeen-targets’ in de reactor bestraald worden om Mo-99 te maken.

Een alternatieve productiemethode bijvoorbeeld SHINE kent ook deze twee soorten afval. Operationeel afval samenhangende met het gebruik van de installatie, en productie-afval ten gevolge van de bestraling om molybdeen te produceren.

Het operationele afval van de installatie is beduidend minder radioactief dan bij een reactor. Volgens SHINE’s vergunningsaanvraag in Amerika is het volume van dit operationele afval echter wel groter.

Het productie-afval, voortkomend uit SHINE’s molybdeenproductie, is qua radioactiviteit gelijk met het productie-afval van een reactor (per hoeveelheid geproduceerd Mo-99), maar groter in volume.

Conclusie: een reactor is een alles-kunner met een grote variatie aan verschillende medische isotopen die ingezet kunnen worden om levensbedreigende ziektes zoals kanker te behandelen. Een alternatieve technologie zoals SHINE en Lighthouse richten zich op de productie van 1 tot 3 verschillende medische isotopen.