سیستم کنترل گاز سیکلوترون رادیو دارو

یک سیکلوترون ذرات باردار را از مرکز یک محفظه خلاء استوانه ای مسطح در امتداد یک مسیر مارپیچی به سمت بیرون شتاب می دهد. ذرات توسط یک میدان مغناطیسی ساکن در یک مسیر مارپیچی نگه داشته می شوند و توسط یک میدان الکتریکی به سرعت متغیر شتاب می گیرند.

در واقع سیکلوترون نوعی شتاب دهنده ذرات است که به طور مکرر پرتوی از ذرات باردار (پروتون) را در یک مسیر دایره ای به حرکت در می آورد. رادیو ایزوتوپ های پزشکی از مواد غیر رادیواکتیو (ایزوتوپ های پایدار) ساخته شده اند که توسط این پروتون ها بمباران می شوند.

هوای فشرده:یک واحد هوای فشرده برای چندین قسمت در سیکلوترون مورد نیاز است. برخی از الزامات معمول آن عبارتند از منبع هوای با کیفیت مناسب ابزار ذقیق و با نقطه شبنم حداقل 10 درجه سانتیگراد کمتر از دمای محیط، اندازه ذرات زیر 5 میلی متر، و ناخالصی روغن آن از 1 قسمت در میلیون (1ppm>) بیشتر نباشد. فشار مورد نیاز 550 کیلو پاسکال (معادل 5.5bar) با دبی 150 لیتر در دقیقه و حجم ذخیره 100 لیتر است. باید چندین خروجی هوای فشرده با ولو در طاق سیکلوترون (Vault) وجود داشته باشد. اگر تجهیزاتی در خارج از طاق قرار دارد، باید در هر اتاق یک خروجی هوای فشرده در نظر گرفته شود.

تامین گاز:یک واحد هوای فشرده برای چندین قسمت در سیکلوترون مورد نیاز است. برخی از الزامات معمول آن عبارتند از منبع هوای با کیفیت مناسب ابزار ذقیق و با نقطه شبنم حداقل 10 درجه سانتیگراد کمتر از دمای محیط، اندازه ذرات زیر 5 میلی متر، و ناخالصی روغن آن از 1 قسمت در میلیون (1ppm>) بیشتر نباشد. فشار مورد نیاز 550 کیلو پاسکال (معادل 5.5bar) با دبی 150 لیتر در دقیقه و حجم ذخیره 100 لیتر است. باید چندین خروجی هوای فشرده با ولو در طاق سیکلوترون (Vault) وجود داشته باشد. اگر تجهیزاتی در خارج از طاق قرار دارد، باید در هر اتاق یک خروجی هوای فشرده در نظر گرفته شود.

در این سیستم گازهایی وجود دارند که منبع یونی هستند که باید به منبع یونی دستگاه سیکلوترون عرضه شوند مشتمل بر:

• گازهای هدف (Target gases): که برای تولید رادیوایزوتوپ ها (Radioisotopes) استفاده می شوند.
• گاز هلیوم (Helium): که برای خنک کردن پنجره های تارگت و انتقال مایعات به داخل و خارج از تارگت ها استفاده می شود. سیلندرهای این گاز باید در مجاورت سیکلوترون باشند، اما نه در داخل طاق (Vault) آن. اگر آنها در داخل طاق قرار داشته باشند، ممکن است از طریق واکنش های جذب نوترون فعال شوند یا ممکن است هنگام خالی بودن، تغییر آن ها ناخوشایند باشد.

هیدروژن:ماده اولیه مورد استفاده برای تولید یون -H در منبع یونی سیکلوترون، گاز هیدروژن است. در بسیاری از تأسیسات، این گاز از سیلندر گاز H2 «خالص» (به اصطلاح درجه خلوص پنج-نه یعنی 99.999%) به دست می‌آید. متأسفانه، گاز هیدروژن بسیار قابل اشتعال است و بسیاری از قوانین آتش نشانی محلی – و البته عقل سلیم – ذخیره سیلندرهای H2 را در داخل ساختمان بدون مقررات ایمنی خاص (و گران قیمت!) ممنوع می کنند. برخی از مراکز سعی کرده اند که از سیلندرهای گاز H2 کوچک استفاده کنند تا با مقررات ایمنی محلی مطابقت داشته باشند اما بسته به استفاده از میزان استفاده می‌توانند به سرعت تخلیه شوند و نیاز به تعویض سیلندرها نیاز به تعویض پیدا کنند آن هم در یک زمان نامناسب و در طول یک برنامه تولیدی فشرده که البته بسیار آزار دهنده است. بنابراین استفاده از سیستم مرکزی کنترل گاز هیدروژن با ایمنی بالا و ایجاد یک فاصله مناسب بین سیلندرهای هیدروژن و دستگاه سیکلوترون از یک سو و از سوی دیگر امکان استفاده از چندین سیلندر گاز با حجم بالا می تواند در این خصوص راه گشا باشد. اما با این وجود برخی از مراکز علیرغم این مزیت ها در سیستم مرکزی انتقال گاز هیدروژن، ترجیح می دهند بدلیل وجود سیستم تیوبینگ و لوله کشی نسبتا طولانی و امکان ایجاد نشتی و آلودگی در لاین گاز از یک «مولد هیدروژن» (Hydrogen Generator) استفاده نمایند. در این روش گاز هیدروژن با خلوص بسیار بالا (تا هفت-نه: 99.99999%) از تجزیه الکترولیتی آب خالص، همراه با انتشار از طریق غشای پالادیوم بدست می آید. بدیهی است در این روش مشکلات مذکور در سیستم لوله کشی و انجام جابجایی و ذخیره سازی سیلندرهای گاز پر خطر H2 (هیدروژن / Hydrogen) دیگر وجود نخواهد داشت. علاوه بر این، خلوص گاز H2 در سیلندرها (حتی از در صورت خرید یک فروشنده گاز قابل اعتماد و معتبر) گاهی اوقات ضعیف تر از آنچه در گواهی تجزیه و تحلیل مندرج در روی سیلندر است که البته باعث بوجود آمدن مشکلات در تشخیص عملکرد منبع یونی می گردد که با استفاده از ژنراتور H2 این مشکل به طور کامل برطرف می شود (البته با فرض اینکه سیستم بدون نشتی باشد).

جریان هوا در طاق سیکلوترون باید طوری تنظیم شود که خروجی هوا در قسمتی از طاق باشد. که به احتمال زیاد آلودگی ضعیفی دارد و عرضه باید در تمیزترین قسمت آن باشد. این به حفظ هر گونه آلودگی در کوچکترین منطقه ممکن کمک می کند.