Дослідження поперечних перерізів утворення ізотопів брому в реакціях, індукованих протоном
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe67.11.811Ключові слова:
поперечний перерiз, формула Цейглера, фактор гальмування, збагачена селеном мiшень, вихiд бромуАнотація
Розглядається генерацiя iзотопiв брому i дослiджуються поперечнi перерiзи ядерних реакцiй в мiшенi, що збагачена селеном. Це важливо для застосування в медицинi та в лiкуваннi випромiненням. Вiдомi вiсiм каналiв генерацiї iзотопiв брому: 7634Se(p, 2n) 7535Br, 7734Se(p, 3n) 7535Br, 7634Se(p, n) 7635Br, 7734Se(p, 2n) 7635Br, 7734Se(p, n) 7735Br, 7834Se(p, 2n) 7735Br, 8034Se(p, 4n) 7735Br, and 8034Se(p, n) 8035mBr. Енергiя взаємодiючих протонiв сягає вiд порога реакцiї в iнтервалi 2,20–84,20 МеВ i розрахована з використанням активацiйної технiки. Розрахованi фактори гальмування та вихiд реакцiї з використанням формули Цейглера. Виконано статистичний аналiз повної енергiї та поперечних перерiзiв для кожної реакцiї. Цi енергiї визначено з прийнятною точнiстю в iнтервалах 0,01 МеВ. Як один з найбiльш цiкавих результатiв, вiдмiтимо розрахунок факторiв гальмування в мiшенях в рамках пiдходiв Цейглера та SRIM.
Посилання
A.A. Alharbi, A. Azzam, M. M. Cleskey, B. Roeder, A. Spiridon, E. Simmons, V.Z. Goldberg, A. Banu, L. Trache, R.E. Tribble. Medical radioisotopes production a comprehensive via proton induced nuclear reactions on natMo. Radioisot.-Appl. Bio-med. Sci. 36 (7) 953 (2011).
D. Updegraff. S.A. Hoedl, Ph.D. Nuclear Medicine without Nuclear Reactors or Uranium Enrichment (Center for Science, Technology, and Security Policy American Association for the Advancement of Science, 2013).
G. Stocklin. Molecules labeled with positron emitting halogens. Int. J. Rad. Appl. Instrum. B 13 (2), 109 (1986).
https://doi.org/10.1016/0883-2897(86)90225-4
H.J. Tochon, J.I. Sachinidis, J.G. Chan, A.M. Scott. Radiopharmaceuticals in Positron Emission Tomography (Centre for PET and Ludwig Institute for Cancer Research, Repatriation Medical Centre, 1993).
J.F. Ziegler. Handbook of Stopping Cross-Sections for Energetic Ions in All Elements (The stopping and ranges of ions in matter, 1980), Vol. 5 [ISBN: 0-08-021607-2].
https://doi.org/10.1016/B978-0-08-021607-2.50001-5
J.F. Ziegler. Stopping and Ranges Elements (Helium pergamum press, 1977), Vol. 4.
https://doi.org/10.1016/B978-0-08-021605-8.50006-2
M.U. Khandaker, G. Kim, K. Kim, D. Son. Experimental Studies of Proton Induced Reaction Cross-Sections on natMo (Pohang accelerator laboratory, Pohang university of science and technology, 2005).
H.H. Lindhard, M. Schardff. Hydrogen Stopping Powers and Ranges in All Elements (Stopping Powers and Ranges of Ions in Matter 1961), Vol. 3 [ISBN: 0-08-021605-6].
V. Tolmachev, J. Carlsson, H. Lundqvist. Limiting factor for the progress of radionuclide based diagnostics and therapy availability of suitable radionuclides. Phys. Medd. 43 (3), 264 (2004).
https://doi.org/10.1080/02841860410028943
C.J. Anderson, T.S. Pajeau, W.B. Edwards, E.L. Sherman, B.E. Rogers, M.J. Welch. In vitro and in vivo evaluation of copper-64-octreotide conjugates. J. Nucl. Med. B 36 (12), 2315 (1995).
H.H Andersen, J.F.Ziegler. Hydrogen Stopping Powers and Ranges in All Elements (Pergamon Press, 1977), Vol. 9.
H.A. Beth, F. Bloch. New cross sections and intercomparison of Proton monitor reactions on Gallium. Phys. Rev. 16, 285 (1933).
F.S. Thomas, E.B. Sandor, T.F. Tarkanyib, E. Tavanoa. Evaluated cross section and thick target yield data bases of Zn + p processes for practical applications. Appl. Rad. Isotopes 49 (8), 1005 (1998).
https://doi.org/10.1016/S0969-8043(97)10103-8
V.Ya. Nukulin S.N. Polukhin. Saturation of the neutron yield from yergajoule plasma focus facilities. J. Plasma Phys. 33 (4), 304 (2007).
https://doi.org/10.1134/S1063780X07040022
K.H. Beckurts, K. Wirtz. Neutron Physics (Springer, ebook, 1964), Vol. 13 [ISBN: 978-3-642-87614-1].
https://doi.org/10.1007/978-3-642-87614-1
W.B. Amian, R.C. Byrd, C.A. Goulding, M.M. Meier, G.L. Morgan, C.E. Moss, D.A. Clark. Differential neutron production cross sections for 800 MeV protons. Nucl. Phys. A 39 (110), 78 (2017).
https://doi.org/10.13182/NSE92-A23953
Y. Feige, B.G. Olthman, J. Kasiner. Production rates of neutrons in soils due to natural radioactivity. J. Geophs. Res. 73, 3135 (1968).
https://doi.org/10.1029/JB073i010p03135
G.F. Knoll. Radiation Detection and Measurement (John Wiley-Sons, 2010), Vol. 7 [ISBN: 978-0-470-13148-0].
A.M.J. Paans, J. Welleweerd, W. Vaalburg, S. Reiffers, M.G. Woldring. Excitation functions for the production of bromine-75: A potential nuclide for the labelling of radiopharmaceuticals. Intern. J. Appl. Radiation and Isotopes 31 (5), 267 (1980).
https://doi.org/10.1016/0020-708X(80)90032-0
Z. Kovacs, G. Blessing, S.M. Qaim, G. Stocklin. Production of 75Br via the 76Se(p, 2n)75Br reaction at a compact cyclotron. Intern. J. Appl. Radiation and Isotopes 36 (8) (1985).
https://doi.org/10.1016/0020-708X(85)90004-3
V.N. Levkovskij. Activation cross section nuclides of average masses (A = 40-100) by protons and alpha-particles with average energies (E = 10-50 MeV). Levkovskij, Act. Cs. By Protons and Alphas, Moscow 28 (9), 589 (1991).
I. Spahn, G.F. Steyn, C. Vermeulen, Z. Kovacs, F. Szelecsenyi, H.H. Coenen, S.M. Qaim. New cross section measurements for production of the positron emitters 75Br and 76Br via intermediate energy proton induced reactions. Radiochimica Acta. 97, 535 (2009).
https://doi.org/10.1524/ract.2009.1636
H.E. Hassan, S.M. QaimaYuShubin, A. Azzam, M. Morsy H.H. Coenen. Experimental studies and nuclear model calculations on proton-induced reactions on natSe, 76Se and 77Se with particular reference to the production of the medically interesting radionuclides 76Br and 77Br. Appl. Radiation and Isotopes 60 (6), 899 (2004).
https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2004.02.001
A.G.M. Janssen, R.L.P. Vanden, J.J.M. Degoeij, H.M.J. Theelen. The reactions77Se(p,n) and 78Se(p,2n) as production roues for 77Br. Appl. Radiation and Isotopes 31, 405 (1980).
https://doi.org/10.1016/0020-708X(80)90077-0
C.H. Johnson, A. Galonsky, C.N. Inskeep. Cross sections for (p,n) reactions in intermediate-weight nuclei Oak ridge national lab. Reports 8 (29), 25 (1960).
I. Fedorets, V.D. Zabolotnyi, I.I. Zalyubovskii V.M. Mishchenko, V.E. Storizhko. The levels of 77Br from the 77Se(p, n)77Br reaction. Izvestiya Akademii Nauk. Ser. Fizicheskay 41 (8), 16 (1977).
E.A. Skakun, V.G. Batij, J.N. Rakivnenko, V.A. Lucik, I.A. Romanij. Cross section ratios for producing isomeric pairs of 77m,gBr77, hadrons 80m,gBr and 82m,gBr in (p,n) reactions. In: 30th Conference, Nucl. Spectra. and Nucl. Struct., Leningrad (1980).
E.A. Skakun, V.G. Batij. Level density parameters from excitation cross sections of isomeric states. Zeitschrift fur Physik A, and Nuclei 344, 13 (1992).
https://doi.org/10.1007/BF01291012
I. Spahn, G.F. Steyn, C. Vermeulen, Z. Kovacs, F. Szelecsenyi, M.M. Shehata, S. Spellerberg, B. Scholten, H.H. Coenen, S.M. Qaim. New cross-section measurements for the production of the Auger Electron 77Br and 80mBr. J. Radiochimica Acta 98 (12), 13 (2010).
https://doi.org/10.1524/ract.2010.1781
J.P. Blaser, F. Boehm, P. Marmier, P. Scherrer. Anregungs functionen und Wirkungs querschnitte der (p,n)-reaction. Nucl. Phys. 14, 14 (1951).
C.H. Johnson, C.C. Trail, A. Galonsky. Thresholds for (p, n) reactions on 26 intermediate-weight nuclei. Phys. Rev. J. Archive 136 (6B), 22 (1964).
https://doi.org/10.1103/PhysRev.136.B1719
S. Kailas, S. Saini, M.K. Mehta, N. Veerabahu, Y.P. Viyogi, N.K. Ganguly. Isobaric analogue resonances in the 80Se(p,n)80Br reaction. Nucl. Phys. A 315 (2), 157 (1979).
https://doi.org/10.1016/0375-9474(79)90640-7
H. Salman, B. Oruncak, R. Unal. Calculation of reaction cross sections for producing Br-75 in the energy range of 5-40 MeV. Acta Phys. Polon. A 128, 224 (2015).
https://doi.org/10.12693/APhysPolA.128.B-225
I. Spahn, G.F. Steyn, C. Vermeulen, Z. Kovacs, F. Szelecsenyi, H.H. Coenen, S.M. Qaim. New cross section measurements for production of the positron emitters 75Br and 76Br via intermediate energy proton induced reactions. Radiochim. Acta 97, 535 (2009).
https://doi.org/10.1524/ract.2009.1636
H.H. Coenen. New radio halogenationmethods. In: Progress in Radiopharmacy. Edited by P.H. Cox, S.J. Mather, C.R. Lazarus (1986), p. 196.
https://doi.org/10.1007/978-94-009-4297-4_13
R.B. Firestone. Table of Isotopes. CD ROM. 8th (Wiley Interscience, 1996).
H.E. Hassan, S.M. Qaim, Yu. Shubin, A. Azzam, M. Morsy, H.H. Coenen. Experimental studies and nuclear model calculations on proton-induced reactions on natSe, 76Se and 77Se with particular reference to the production of the medically interesting radionuclides 76Br and 77Br. Appl. Radiation and Isotopes 60 (6), 899 (2004).
https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2004.02.001
Ingo Spahn, M.M. Shehata, S. Spellerberg, B. Scholten, H.H. Coenen, S.M. Qaim, G.F. Steyn, C. Vermeulen, Z. Kovacs, F. Szelecsenyi. Investigation of production possibilities of radiobromines for diagnostic and therapeutic applications. J. Korean Phys. Soc. 59, 25 (2011).
https://doi.org/10.3938/jkps.59.1983
O. Fasoula, G.A. Souliotis, Y.K. Kwon, K. Tshoo, M. Veselsky, S.J. Yennello, A. Bonasera. Production cross sections and angular distributions of neutron-rich rare isotopes from 15 MeV/nucleon Kr-induced collisions: Toward the r-process path. Nuclear Experiment 21, 19 (2021).
F. Tarkanyi, A. Hermanne, F. Ditroi, S. Takacs, A.V. Ignatyuk, I. Spahn S. Spellerberg. Activation cross section data of deuteron induced nuclear reactions on rubidium up to 50 MeV. European Phys. J. A 57, 21 (2021).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
