![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/work/work-img.png)
Разработка мишенного узла для синтеза ультракороткоживущих изотопов при использовании импульсного пучка легких ионов
Целью данной работы является обоснование выбора мишени для синтеза УКЖИ 11С при использовании мощных импульсных пучков легких ионов. В ходе выполнения работы были проведены: сравнительный анализ литературных источников по материалам мишени для синтеза УКЖИ; микровзвешивание мишеней из нитрида бора, оптическая эмиссионная спектрометрия тлеющего разряда; малоугловая рентгеновская дифрактометрия; скретч тест. Таким образом было проведено обоснование выбора в качестве мишени для синтеза УКЖИ 11С нитрида бора.
Введение ……………………………………………………………………………………………………… 12
1.1.2 Основные свойства и способы получения 11C …………………………………… 14
1.2 Анализ борсодержащих материалов ……………………………………………………. 19
1.2.1 Металлический бор ………………………………………………………………………….. 20
1.2.2 Карбид бора …………………………………………………………………………………….. 20
1.2.3 Нитрид бора …………………………………………………………………………………….. 22
2. Методика проведения эксперимента и оборудование ……………………………. 25
2.1 Экспериментальный стенд ………………………………………………………………….. 25
2.2 Методы анализа ………………………………………………………………………………….. 27
2.2.1 Микровзвешивание ………………………………………………………………………….. 27
2.2.2 Малоугловая рентгеновская дифрактометрия …………………………………… 28
2.2.3. Измерение шероховатости поверхности ………………………………………….. 33
2.2.4 Оптическая эмиссионная спектрометрия тлеющего разряда ……………… 37
3 Проведение эксперимента ……………………………………………………………………… 40
3.1 Подготовка образцов ………………………………………………………………………….. 40
3.2 Определение режима облучения …………………………………………………………. 41
3.3 Облучение образцов……………………………………………………………………………. 44
3.4 Исследование поверхности на шероховатость …………………………………….. 52
3.5 Проведение оптической эмиссионной спектрометрии …………………………. 55
3.6 Проведение скретч теста …………………………………………………………………….. 60
3.7 Проведение малоугловой рентгеновской дифрактометрии…………………… 67
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 69
4.1 Потенциальные потребители результатов исследования ……………………… 69
4.2 Анализ конкурентных технических решений ………………………………………. 70
4.3 SWOT-анализ ……………………………………………………………………………………… 72
4.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………………………… 74
4.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического исследования
………………………………………………………………………………………………………………… 76
4.6 Инициация проекта …………………………………………………………………………….. 77
4.7 Планирование управления научно-исследовательского проекта ………….. 79
4.8 Бюджет научного исследования ………………………………………………………….. 83
4.9 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования …………………………………………… 86
5 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 90
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………….. 91
5.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и
вредного воздействия и устранению их влияния при работе на ПЭВМ ……… 92
5.2.1 Организационные мероприятия………………………………………………………… 92
5.2.2 Технические мероприятия ………………………………………………………………… 92
5.3 Условия безопасной работы ………………………………………………………………… 95
5.4 Электробезопасность ………………………………………………………………………….. 98
5.5 Пожарная и взрывная безопасность …………………………………………………….. 99
5.6 радиационная безопасность ………………………………………………………………. 100
Заключение ……………………………………………………………………………………………. 105
Список публикаций ………………………………………………………………………………… 107
Список использованных источников ………………………………………………………. 110
Приложение А ……………………………………………………………………………………….. 114
Приложение Б ………………………………………………………………………………………… 127
Приложение В………………………………………………………………………………………… 128
Приложение Г ………………………………………………………………………………………… 129
Приложение Д………………………………………………………………………………………… 130
Приложение Е ………………………………………………………………………………………… 131
Приложение Ё ………………………………………………………………………………………… 132
Приложение Ж ……………………………………………………………………………………….. 133
Производство изотопов – эффективная отрасль российской экономики. В
середине 20 века были построены основные разделительные предприятия,
которые выпускали стабильные и радиоактивные изотопы. Главными
потребителями их продукции были предприятия военно-промышленного
комплекса, а также медики, энергетики, металлурги; значительная часть
производимых веществ шла на фундаментальные научные исследования.
На сегодняшний день спрос в медицинской отрасли не может быть
удовлетворен полностью. Потому что более 70 % производимых в мире
стабильных изотопов и более 50 % радиоактивных используется в медицинской
отрасли. И эти цифры в будущем будут только расти, по прогнозам экспертов.
Основным применением в медицине является применение в диагностических
целях. Высокая эффективность применения изотопов в диагностике
онкологических заболеваний обуславливает интерес медиков к ним. Доля
изотопов, поступающая в медицинскую отрасль для диагностических целей,
составляет практически 98 %.
Изотопная диагностика онкологических заболеваний имеет ряд
преимуществ: высокая точность, надежность, возможность быстрого повторного
применения. Все эти преимущества позволяют диагностировать онкологические
заболевания на ранней стадии. Однако с помощью изотопных технологий можно
не только диагностировать онкологические заболевания, но и другие болезни.
Например, с помощью радионуклидов 201
Tl, 82Rb можно получать изображение
сердца, с помощью 99
Tc можно сканировать мозг, костные ткани и
диагностировать болезнь Альцгеймера.
С помощью ультракороткоживущих 11
С, 13
N, 18
F можно определять
динамику биохимических процессов во всем организме. Некоторые изотопы
(103Pd, 192
Ir) нашли применение для лечения раковых опухолей. Также,
существуют анальгетики и стерилизаторы, основанные на применении изотопов.
Помимо производства изотопов в России все более активно идет
производство радиофармпрепаратов на их основе, благодаря которым
открывается все большее количество центров диагностики и лечения
онкологических заболеваний. В данных центрах также имеется возможность
использование радионуклидов стабильных изотопов, как в целях диагностики и
терапии. Обычно производство РФП основывается на использовании УКЖИ,
которые получают на циклотронах.
Целью данной работы является обоснование выбора мишени для синтеза
УКЖИ 11С при использовании мощных импульсных пучков легких ионов.
Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:
— Сравнительный анализ литературных источников по материалам
мишени;
— Выбор материала мишени;
— Оперативный контроль процесса облучения;
— Исследование изменения физико-механических и химических свойств
материала мишени под действием МИП.
1.1.2 Основные свойства и способы получения 11C
C был впервые синтезирован в 1934 году. Позже в 1939 его применяли
для изучения фотосинтеза в растениях. А в 1945 году были проведены первые
эксперименты на эритроцитах человека. В таблице 1.1 приведены ядерно-
физические свойства 11C.
Таблица 1.1 – Ядерно-физические свойства 11C
![](https://expert-mik.ru/wp-content/themes/24author/assets/img/signup-document.png)
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!