Argon activation in air at medical cyclotron RDS ECLIPSE during production of ¹⁸F

Abstract

Medical cyclotrons are widely used to produce positron emitting isotopes for positron emission tomography. High level of air activation is possible due to high neutron flux as a result of ¹⁸O(p, n) ¹⁸F reaction. Reaction ⁴⁰Ar(n, γ) ⁴¹Ar with radioactive nuclide argon-41 gives main contribution in total activity of air. Value of this activity depends from neutron spectrum and geometry of cyclotron equipment. We considered various approaches for estimation of ⁴¹Ar production and calculated concentration of argon-41 in vault air for cyclotron facility with inner shield containing boron carbide. FLUKA code was used for these calculations.

Медичнi циклотрони широко використовуються для виробництва iзотопiв для позитронно емiсiйної томографiї. При напрацюваннi 18F можливий високий рiвень активацiї повiтря бункеру циклотрону нейтронами, якi утворюються в результатi реакцiї ¹⁸O(p,n)¹⁸F. Основний внесок при цьому дає реакцiя ⁴⁰Ar(n,γ) ⁴¹Ar, в результатi якої утворюється радiоактивний аргон-41. Величина цього внеску залежить вiд спектру нейтронiв та геометричних факторiв обладнання циклотрону. Ми розглянули рiзнi пiдходи для оцiнки кiлькостi ⁴¹Ar i розрахували концентрацiю аргону-41 в повiтрi внутрiшнiх порожнин циклотрону, який має спецiальний захист iз вмiстом бору. Для розрахункiв використовувався програмний пакет FLUKA.

Медицинские циклотроны широко используются для производства изотопов для позитронно эмиссионной томографии. При наработке ¹⁸F возможен высокий уровень активации воздуха в бункере циклотрона нейтронами, которые образуются в результате реакции ¹⁸O(p,n)¹⁸F. Основной вклад при этом дает реакция ⁴⁰Ar(n,γ) ⁴¹Ar, в результате которой образуется радиоактивный аргон-41. Величина этого вклада зависит от спектра нейтронов и геометрических факторов оборудования циклотрона. Мы рассмотрели различные подходы для оценки количества ⁴¹Ar и рассчитали концентрацию аргона-41 в воздухе внутренних полостей циклотрона, который имеет специальную защиту с содержанием бора. Для расчетов использовался программный пакет FLUKA.