Combate ao câncer na Terra e no espaço usando prótons de alta energia

Cientistas na Terra usam prótons de alta energia para criar isótopos para detectar e tratar o câncer. No espaço, no entanto, esses mesmos prótons de alta energia podem representar um risco para as naves espaciais e para a saúde dos astronautas que viajam nelas. Esses riscos significam que as naves espaciais devem ter blindagem protetora. Infelizmente, os cientistas têm muita incerteza em relação aos riscos representados por esses prótons de alta energia. Para saber mais sobre os riscos e sobre como usar esses prótons para produzir isótopos, os cientistas mediram as seções de choque (probabilidades) para reações de prótons de alta energia usadas para produzir novos radiofármacos importantes.

O impacto

Medir essas seções transversais permite que os cientistas otimizem a quantidade e a pureza dos isótopos médicos necessários na luta contra o câncer. Estes incluem a produção de produtos farmacêuticos arsênico-72-HBED e gálio-68-DOTATOC usando prótons de alta energia de aceleradores de partículas. Os médicos usam esses produtos farmacêuticos para mostrar onde os tumores se espalharam no corpo. No entanto, prótons de alta energia também são um tipo perigoso de radiação espacial.

Uma melhor compreensão de seu comportamento e reações permite que os cientistas melhorem o design da blindagem que protege os astronautas e os eletrônicos em espaçonaves. Isso nos permitirá explorar outros planetas em nossa sistema solaralém de ajudar a entender como os núcleos absorvem e liberam energia.

Resumo

Pesquisadores do Brookhaven National Laboratory, Los Alamos National Laboratory e Lawrence Berkeley National Laboratory realizaram uma série de experimentos usando feixes de prótons do Brookhaven Linac Isotope Producer, do Los Alamos Isotope Production Facility e do Berkeley Laboratory 88-Inch Cyclotron. Esses experimentos mediram as taxas de produção de 78 sotopos a partir do bombardeio de prótons de alvos de nióbio e arsênico com energias de até 200 MeV, incluindo dois radionuclídeos usados ​​para tomografia por emissão de pósitrons (PET) e um usado para monitorar a dose de feixes de prótons em aceleradores.

A equipe comparou esse grande corpo de dados de produção com previsões feitas usando tecnologia de ponta reação nuclear códigos de modelagem para explorar a rapidez com que a energia de um próton se espalha por todo o núcleo quando os dois colidem. Os resultados mostraram uma taxa significativamente mais lenta de dissipação de energia no núcleo em comparação com o que os cientistas acreditavam anteriormente.

Essa diminuição, por sua vez, leva a um aumento na emissão de prótons e nêutrons de alta energia “secundários” adicionais, e também mostra taxas notavelmente diferentes ao produzir isótopos com diferentes prótonrazões -para-nêutrons. Juntos, esses resultados fornecem orientação para a produção otimizada dos dois radionuclídeos PET e ajudarão no projeto de blindagem para naves espaciais e seus ocupantes de partículas “secundárias” causadas por prótons na radiação cósmica.

A pesquisa relativa a este trabalho foi publicada no ano passado em Revisão Física C.