Produksi Radionuklid/Radioisotop

Biasanya radioisotop yang digunakan untuk pencitraan yaitu radioisotop yang memiliki waktu paruh pendek untuk meminimalisir dosis radiasi pasien. Peluruhan energi radiasi suatu radioisotop dapat dihitung menggunakan rumus sebagai berikut:

A(t)= A(0) e^(-t(ln⁡(2)/T_(1/2) ))

Waktu paruh radioisotop disimbolkan dengan T1/2, A adalah energi radiasi (satuan curie (Ci) atau sievet (Sv)). Dengan demikian maka radioisotop yang paling baik untuk pencitraan adalah radioisotop dengan waktu paruh pendek. Pembentukan radioisotop dapat terjadi apabila atom stabil dibenturkan dengan sub inti partikel seperti neutron, proton, partikel alpha.

Ada dua metode utama dalam pembentukan radioisotop:

1. Memasukkan senyawa target  ke dalam reaktor nuklir

Reaksi yang umum terjadi  (_^235)U+  n → (_^236)U ̇

Peluruhan yang secara spontan dari reaksi fisi nuklir dikontrol dengan reaksi berantai yang menghasilkan banyak proton, neutron dan partikel alpha. Hasil yang berbeda dari suatu reaksi berbeda dapat dimodifikasi sesuai dengan radioisotop yang diinginkan dari senyawa target yang stabil. 

a. (n,γ):   (_Z^A)X+n →(_Z^(A+1))X ̇  →   (_Z^(A+1))X+γ

b. (n,p):   (_Z^A)X+n →(_Z-1^A)Y+p

Jika nomor proton berubah maka elemen yang dihasilkan juga akan berubah. Dengan penambahan neutron, bahan aktif cenderung berada diatas garis stabilitas, dan menghasilkan peluruhan  emisi elektron. Meskipun dalam fluks neutron tinggi, tidak menjamin semua target teraktivasi. hanya sebagian kecil target yang teraktivasi sekitar 1:106-109.Untuk produksi radioisotop dari reaktor nuklir biasanya elemen tidak berubah sehingga sulit untuk mendapatkan produk bebas pengemban.

Contoh radioisotop yang diproduksi dari reaktor nuklir

a. (_^130)Te(n,γ)(_^131)〖Te〗^(β-)    → (_^131)I  energi yang dihasilkan (β^-,γ)

b. (_^134)Xe(n,γ)(_^125)〖Xe〗^EC    → (_^125)I  energi yang dihasilkan (EC,γ)

2. Menggunakan percepatan partikel yang biasa disebut dengan siklotron.

Pada dasarnya akselerator linear berputar secara spiral. Akselerasi tipe ion H (proton) menggunakan energi medan listrik. Magnet digunakan untuk menekuk jalannya partikel yang bermuatan yang diarahkan kepada senyawa target.

Contoh radioisotop hasil produksi dari siklotron

(_^20)Ne (d,α)(_^18)F  energi yang dihasilkan (β^+,EC)

Selain kedua metode tersebut radioisotop waktu paruh pendek juga dapat diproduksi dari radioisotop waktu paruh panjang (diproduksi dari reaktor nuklir) dan kemudian dikemas ke dalam generator portable. Prinsip produksi radioisotop dengan mengunakan generator  yaitu radioisotop induk yang memiliki waktu paruh panjang di elusi dengan pelarut yang sesuai untuk menghasilkan radioisotop anak yang memiliki waktu paruh pendek dan biasanya digunakan untuk pencitraan.

Contoh radioisotop yang diproduksi dari generator

radioisotop induk (_^99)Mo waktu paruh 66 jam
radioisotop anak (_^99m)Tc waktu paruh 6 jam

Sumber            : Kinahan, P., Radionuclide Production, Imaging Research Laboratory, Department of Radiology