DE1016855B - Verfahren zur Herstellung geschlossener radioaktiver Praeparate - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung geschlossener radioaktiver Präparate Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geschlossener radioaktiver Präparate. Solche Präparate besitzen bekanntlich die Form von Röhrchen, Kugeln, Perlen, Platten oder anderen Körpern, in oder zwischen denen der radioaktive Strahler eingeschlossen ist.
• Die Frage, aus welchem Material diese Trägerkörper oder Umhüllungen für den Strahler herzustellen sind, ist für harte, gammastrahlende radioaktive Stoffe einfach zu lösen. Da die Strahlen eine große Durchdringungsfähigkeit haben, kann man, wie z. B. beim Radium üblich, sogar Platin-Iridium als Hüllenmaterial verwenden. Bleibt man beim Beispiel Radium und stellt die Forderung, außer den harten Gammastrahlen auch die weichen Gammastrahlen bzw. Betastrahlen nach außen dringen zu lassen, und zwar mit einem möglichst großen Bruchteil ihrer Intensität, dann treten bezüglich des Umhüllungsmaterials Schwierigkeiten auf, die sich nur durch Kompromisse beheben lassen.
• An das Hüllenmaterial werden einige widersprechende Forderungen gestellt: 1. Das Hüllenmaterial muß mechanisch stabil sein, also große Festigkeit besitzen.
• 2. Die Hülle muß für Strahlung der genannten Art in möglichst hohem Grade durchlässig sein.
• 3. Das Hüllenmaterial muß in möglichst hohem Grade korrosionsbeständig sein.
• 4. Das Hüllenmaterial muß gegen andauernde Bestrahlung beständig sein.
• 5. Bei betastrahlenden Präparaten soll die Hüllwandung so beschaffen sein, daß möglichst wenig Bremsstrahlung in ihr erzeugt wird.
• Für den genannten Zweck wird. heute auf der ganzen Welt in überwiegendem Umfang Monelmetall, das ist eine Legierung aus Nickel und Kupfer, verwendet. Monelmetall hat ein spezifisches Gewicht von ungefähr 9, und seine Festigkeit ist so groß, daß man in den technisch wichtigen Fällen mit Materialstärken von 0,1 bis 0,2 mm auskommt. Dünnere Membranen zu verwenden kommt praktisch nur in Ausnahmefällen in Frage, nämlich dann, wenn einemechanische Beanspruchung nicht vorliegt. _ Die Absorptionswirkung einer Monelschicht von 0,1 mm Dicke ist aber keineswegs zu vernachlässigen. Als Beispiel sei angeführt, daß die harte Betastrahlung des Radiovttrium mit 2,2 MeV max durch eine Monelschicht von 0,1 mm bereits um die Hälfte geschwächt wird, durch eine Monelschicht von 0,2 mm aber drei Viertel ihrer ursprünglichen Intensität verliert.
• In einigen Spezialfällen sind schon Versuche gemacht worden, anstatt Monelmetall Aluminium bzw. Duraluminium zu verwenden. Eine Verwendung von Aluminium in größerem Umfang kommt jedoch nie in Frage, da Aluminium gegen chemische Einflüsse viel zu anfällig ist. Man denke nur etwa daran, daß Spuren von Quecksilber, die in Laboratorien ja immer vorhanden sind, bereits ausreichen, um eine rasche Oxydation des Aluminiums mit dem Luftsauerstoff herbeizuführen. Hinzu kommt die Unmöglichkeit, Aluminium zu verlöten.
• Die Wichtigkeit der chemischen Beständigkeit der Umhüllung eines radioaktiven Präparates darf unter keinen Umständen unterschätzt werden. Korrodiert beispielsweise bei einem medizinischen Radiumpräparat die Umhüllung im Laufe der Jahre, so kann durch austretende Strahlersubstanz erheblicher Schaden beim behandelnden Arzt und beim Patienten entstehen. Außerdem wäre das mit dem Verlust erheblicher materieller Werte verbunden. Auch hat man schon daran gedacht, Kunststoffe als Umhüllungsrnaterial zu verwenden.
• In bezug auf Korrosionsbeständigkeit, Festigkeit und Strahlendurchlässigkeit sind die geforderten Bedingungen erfüllt. Kunststoffe werden jedoch durch die lang andauernde Bestrahlung völlig zerstört und sind aus diesem Grunde nicht verwendbar.
• Es wurde nun gefunden, daß zur Umhüllung von radioaktiven Präparaten in ganz besonderem Maße Titan und Titanl_egierungen geeignet sind. Es ist frei von den vorbeschriebenen Nachteilen.
• Titan hat ungefähr die Festigkeit von Stahl und eine Korrosionsbeständigkeit, welche bezüglich bestimmter Chemikalien größer als die rostfreier Chrom-Nickel-Stähle ist. Als besonderer Vorteil für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck ist die kleine Dichte des Titans zu werten. Sie beträgt 4,5 g/ccm und liegt somit nur halb so hoch wie bei Stahl bzw. dem weiter oben angeführten Monelmetall. Als Beispiel sei angeführt, daß eine Membrane von 0,1 mm Titan die Betastrahlung des Radioyttrium nur um 25'°/o schwächt, gegenüber 50°/o einer Monelmetallmembrane gleicher Stärke.
• Aus diesen Zusammenhängen ergibt sich zwanglos der Fortschritt, den die Verwendung von Titanmetall als Umhüllungsmaterial von radioaktiven Stoffen bedeutet.
• Der Erfindungsgedanke läßt sich auf alle in der Praxis vorkommenden Formen radioaktiver Präparate, wie Röhrchenpräparate, Plattenpräparate, Kugelpräparate u. a., anwenden. Die erfindungsgemäße Titanumhüllung - ist für alle radioaktiven Strahler geeignet. Vorzugsweise ist an Betastrahler und schwache Gammastrahler, wie Strontium, Thulium, Thallium, auch Caesium, aber auch an Alphastrahler gedacht.
• Es ist nicht nur daran gedacht, die ganze Hülle für das Präparat einheitlich aus Titanmetall zu fertigen. Vielmehr kann es vorteilhaft sein und liegt durchaus im Rahmen der Erfindung, beispielsweise nur die Membrane, durch welche die Strahlung austreten soll, aus Titan, die übrigen Teile der Präparateumhüllung jedoch aus anderen Materialien zu fertigen - wie beispielsweise Messing, Nickel, Monelmetall - oder auch besonders stark absorbierenden Materialien - wie Silber, Platin oder Gold - oder aus anderen ferromagnetischen Materialien als Nickel - z. B. Eisen oder Kobalt od. ä. - zu fertigen. Auch ist es möglich, hier keramische Stoffe einzusetzen.
• Es ist selbstverständlich, daß die von der Titanverarbeitung her bekannten Behandlungsmethoden des Titans auch hier Verwendung finden können. Beispielsweise ist es möglich, daß ein Formteil oder Drehteil aus Reintitan in geglühtem Zustand hergestellt und anschließend nach einem der bekannten Verfahren wieder gehärtet wird, sei es durch Behandlung mit einem Gas bei erhöhter Temperatur, was zu einer Aushärtung führen kann (beispielsweise Nitridbildung), oder mechanische Einflüsse. Auch die sonst bei Titan angewandten Schweiß- und Lötverfahren sollen hier Verwendung finden können. Insbesondere ist von Wichtigkeit das Überziehen des Titanmetalls an den Lötstellen, und zwar vor der Lötung mit anderen Metallen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das Titanmetall in die Schmelzen von Salzen der betreffenden Metalle eingetaucht wird. So läßt sich Titanmetall mit einer festhaftenden Zinn-, Silber- oder Kupferschicht überziehen, wenn man es zuvor in Schmelzen von Zinn-. Silber- oder Kupferchlorid (oder anderen Chloriden) eintaucht.
• Erfindungsgemäß soll die Verwendung von Titanmetall nicht nur auf die unmittelbare Umhüllung der radioaktiven Substanz beschränkt sein. Es soll selbstverständlich auch möglich sein, die radioaktive Strahlersubstanz durch mehrere Trennwände aus Titanmetall oder dessen Legierungen nach dem Außenraum abzugrenzen. jede dieser Trennwände kann ein selbständiges Konstruktionselement sein, beispielsweise ist daran gedacht, daß der radioaktive Strahler in einem zylindrischen Röhrchen untergebracht ist, dessen zylindrische Umhüllungsfläche aus Titanmetall besteht, und daß solche Röhrchen in eine kugelförmige oder zylindrische Hülse, die ebenfalls aus Titanmetall gefertigt sein kann, eingeschoben wird. Dabei kann die äußere Hülse das Röhrchen dicht umschließen oder einen Luftraum zwischen Hülse und Strahlerröhrchen einschließen. Beispielsweise kann die äußere Hülle einen lichten Durchmesser von 5 bis 6 mm, das Röhrchen dagegen einen Außendurchmesser von 2 mm besitzen. Es brauchen auch hier nicht beide Konstruktionselemente aus Titanmetall zu bestehen, es kann vielmehr beispielsweise die unmittelbare hülle des Strahlerpräparates aus Monelmetall gefertigt sein, aber die äußere Hülse, beispielsweise ein beliebiger Applikator, aus Titanmetall bestehen.
• Die äußere Hülse, also etwa der Applikator, braucht nicht ausschließlich aus Titanmetall zu bestehen. Es kann auch ein gitterartiges Konstruktionselement aus Titan benutzt werden, das beispielsweise von einer Kunststoffschicht umgeben bzw. von einer Kunststoff-oder anderen Schicht überzogen ist. Dieses Element kann der Zentrierung und Halterung der radioaktiven Elemente dienen.
• Es sei noch darauf hingewiesen, daß beispielsweise bei radioaktivem Gold der eigentliche Strahler keiner besonderen Umhüllung bedarf, sondern ohne weiteres in einen Applikator eingesetzt werden kann.
• Um ein radioaktives Präparat, dessen Umhüllung ganz oder teilweise aus Titanmetall besteht, zu verschließen, muß man sich nicht unbedingt des Lötens oder Verschweißens bedienen. Es besteht durchaus die Möglichkeit, das Präparat durch Verkleben oder Verkitten so zu dichten, daß radioaktive Substanz nicht in den Außenraum gelangen kann. Es ist auch möglich, hierzu Kitte oder Klebstoffe aus organischem Material zu verwenden, wenn man dafür sorgt, daß Alpha-bzw. Betastrahlung nicht oder nur stark geschwächt bis zur Kitt- oder Klebstelle vordringt. Dies kann erreicht werden, indem man eine absorbierende Schicht zwischen radioaktiver Substanz und Kittstelle bzw. Klebstelle einschaltet, durch welche die Strahlung wesentlich geschwächt oder vollständig absorbiert wird. Es ist auch möglich, durch entsprechende kon. struktive Gestaltung die Klebestellen in den Halbschatten zu legen.
• Das zuletzt genannte Konstruktionsprinzip ist von allgemeiner Bedeutung und nicht beschränkt auf radioaktive Präparate, deren Umhüllungsmaterial ganz oder teilweise aus Titanmetall oder dessen Legierungen besteht. Es ist auch nicht auf Betastrahler beschränkt, auch für Gammastrahler geringer Intensität oder großer Wellenlänge hat dieses Konstruktionsprinzip Bedeutung.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung geschlossener radioaktiver Präparate, gekennzeichnet durch die Verwendung von Titanmetall oder dessen Legierungen als Umhüllungsmaterial für den radioaktiven Strahler.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle für das Präparat einheitlich aus Titanmetall gefertigt ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umhüllung für Strahlerpräparate, die aus den üblichen Materialien, beispielsweise Monelmetall besteht, in den Bereichen, in denen die Strahlung austreten soll, aus Titan besteht.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Präparateumhüllung keramische Stoffe verwendet werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Titanmetall oder dessen Legierungen für die Herstellung weiterer Umhüllungen, in denen das gekapselte Strahlerpräparat Aufnahme findet.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zylindrische Röhrchen aus Titanmetall, die in kugelförmige oder zylindrische Körper eingeschoben sind.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlerpräparate mit Spiel in die weitere Hülle eingesetzt werden. B.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Hülle ein beliebiger Applikator ist.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Hülle ein gitterartiges Konstruktionselement aus Titan Verwendung findet, welches der Zentrierung bzw. Halterung der radioaktiven Elemente dient und beispielsweise von einer Kunststoffschicht umgeben bzw. mit einer solchen überzogen ist.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbare Umhüllung des Strahlerpräparates durch Verkleben oder Verkitten so abgedichtet ist, daß radioaktive Substanz nicht in den Außenraum gelangen kann.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Konstruktion so getroffen ist, daß Alpha- bzw. Betastrahlung durch eine absorbierende Schicht zwischen radioaktiver Substanz und Kitt- bzw. Klebstelle wesentlich geschwächt oder absorbiert wird.
12. 12. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Konstruktion, bei der die Klebestelle im Halbschatten der Strahlung liegt.