Канададағы медициналық изотоптар реакторы MAPLE жобасы күрделі техникалық мәселелерге байланысты тоқтатылды. Молибден-99, кобальт-60 өндірісі тоқталды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Канададағы медициналық изотоптарды өндіруге арналған сәтсіз реактор
Failed medical isotope reactor in Canada
MAPLE, яғни Көп мақсатты қолданбалы физикалық тор эксперименті, кейіннен MDS Медициналық изотоп реакторлары (MMIR) деп аталды, AECL және MDS Nordion компанияларымен салынған арнайы изотоп өндірісі орны болды. Оған I және II екі бірдей реактор, сондай-ақ әлемдегі медициналық изотоптардың көп бөлігін, әсіресе молибден-99, медициналық кобальт-60, ксенон-133, йод-131 және йод-125 өндіруге қажетті изотоптарды өңдеу құрылғылары кірді. 1999 жылы MAPLE I реакторына жұмыс істеуге лицензия берілді, ал 2000 жылдың басында реактор алғаш рет іске қосылды. 2003 жылдың күзінде MAPLE II іске қосылды. Сынақ кезеңінде реакторларда туындаған мәселелер, ең бастысы реактивтіліктің күтілмеген оң қуат коэффициенті, 2008 жылы жобаны тоқтатуға және екі реакторды да істен шығаруға алып келді.
MAPLE, short for the Multipurpose Applied Physics Lattice Experiment, later renamed MDS Medical Isotope Reactors (MMIR), was a dedicated isotope production facility built by AECL and MDS Nordion. It included two identical reactors, I and II, as well as the isotope processing facilities necessary to produce a large portion of the world's medical isotopes, especially molybdenum 99, medical cobalt 60, xenon 133, iodine 131 and iodine 125. An operational license for the MAPLE I reactor was granted in 1999, and the reactor went critical for the first time in early 2000. MAPLE II followed in the fall of 2003. Problems with the reactors during the testing period, most notably an unexpected positive power co efficient of reactivity, led to the cancellation of the project in 2008 and the shutdown of both reactors.
Өмірбаян
1947 жылы NRX реакторының құрылысы аяқталғаннан кейін, AECL-дің Chalk River Laboratories әлемдегі ең қуатты зерттеу реакторына ие болды. Реактордағы жоғары нейтрондық ағындар конденсирленген заттар физикасы және нейтрондық спектроскопия сияқты салалардағы жетістіктерге әкелді, бірақ көптеген тәжірибелер жаңа изотоптарды өндіруге бағытталды. Ядролық медицина саласы дамыған кезде, осы жасанды түрде жасалған изотоптардың кейбіреулерін көптеген ауруларды, әсіресе қатерлі ісіктерді диагностикалау және емдеу үшін пайдалануға болатыны анықталды. 1940 жылдардың соңы мен 1950 жылдардың басында жасалған алғашқы медициналық жұмыстар кобальт-60-ты пайдалы изотоп ретінде бекітті, себебі оның бета-ыдырауы кезінде пайда болатын жоғары энергиялы гамма-сәулелері пациенттің терісінен өтіп, дозаның көп бөлігін тікелей ісікке жеткізе алады. NRX реакторының ауыр сумен баяулатылатын конструкциясының жоғары нейтрондық тиімділігі және реактордың жоғары нейтрондық ағыны AECL-ге медициналық сападағы кобальт-60-ты салыстырмалы түрде арзан өндіруге мүмкіндік берді. Мысалы, алғашқы кобальт-60 емдеуін жүргізуге қажетті құрал-жабдықтың құны шамамен 50 000 долларға бағаланды. Ал, бұрын емдеу үшін қолданылған радийдің сол көлемдегі мөлшерін өндіруге 50 миллион доллар қажет болар еді. Осы үміт беруші бастаманың нәтижесінде AECL медициналық изотоптардың ірі әлемдік жеткізушісіне айналды, NRX және 1957 жылы іске қосылған NRU реакторларын пайдаланды. Алайда, реакторлар ескірген сайын, медициналық изотоптарды өндіруді жалғастыру үшін жаңа нысан қажет екені анық болды.
With the completion of the NRX reactor in 1947, AECL's Chalk River Laboratories possessed the world's most powerful research reactor. While the large neutron fluxes available in the reactor led to advances in such fields as condensed matter physics and neutron spectroscopy, many experiments were carried out involving the production of new isotopes. The field of nuclear medicine developed when it was realized that some of these artificially created isotopes could be used to diagnose and treat many diseases, especially cancers. Pioneering medical work done in the late 1940s and early 1950s established cobalt 60 as a useful isotope, as the relatively high energy gamma rays produced when it undergoes beta decay are able to penetrate the skin of the patient, and deliver a greater portion of the dose directly to the tumor. The high neutron efficiency of the NRX's heavy water moderated design, coupled with the high neutron flux of the reactor, made it relatively inexpensive for AECL to produce medical grade cobalt 60. For example, the cost of the entire unit used to perform the first cobalt 60 treatment was about $50,000. By way of contrast, it would cost $50,000,000 just to produce enough radium (which had been previously used as a therapy source) to perform the same procedure. With this promising start, AECL came to be a major world supplier of medical isotopes, using both the NRX reactor, and the NRU reactor, which came on line in 1957. However, as these reactors began to age, it became clear that a new facility would be needed to continue the production of medical isotopes.
Басталуы
1980 жылдардың соңында AECL изотоп өндірісін жалғастыру үшін 1992 жылы NRX реакторының жоспарлы жабылуынан және жаңа мыңжылдықтың басында NRU реакторының жоспарлы жабылуынан туындаған қуатты толықтыру үшін жаңа реактор салу қажеттігін мойындады. Алғашқыда "Maple X10" деп аталған, оны алмастыру жөніндегі жобалау жұмыстары 1980 жылдардың соңында басталды. Нәтижесінде, әрқайсысы әлемдегі медициналық изотоптарға қажеттің 100% -ын өндіре алатын екі бірдей реактордан тұратын нысан құрылды. Екінші реактор, басты назар техникалық қызмет көрсету немесе күтпеген тоқтаулар кезінде изотоптардың үздірілмей жабдылуын қамтамасыз ету үшін қосалқы ретінде жұмыс істеуі тиіс болды. Бұл медициналық изотоптардың ерекшелігінен туындайды; олардың көпшілігінің жартылай ыдырау периоды қысқа, сондықтан оларды өндірілгеннен кейін бірнеше күн ішінде қолдану қажет. Әлем бойынша емдеулер үнемі жүріп жатқандықтан, үздірілмейтін жабдықтау маңызды болды. Реакторда жоғары тотыққан уранды (ЖТУ) пайдалануға жергілікті халық қарсылық көрсетті, сондай-ақ АҚШ-тағы белсенділер уранды террористер ұрлап алып, одан бомба жасаулары мүмкін деп алаңдады.
In the late 1980s, AECL began to acknowledge that continued isotope production would require the construction of a new reactor to replace capacity lost by the planned closing of the NRX in 1992, and the planned closing of the NRU early in the new millennium. Design work on a replacement, originally under the name "Maple X10", began in the late 1980s. The design that resulted involved a facility with two identical reactors, each capable of supplying 100% of the world's medical isotope demand. The second reactor would function primarily as a backup, to ensure that the supply of isotopes would not be interrupted by maintenance or unplanned shutdowns. This is made necessary by the nature of medical isotopes; many have short half lives, and must be used within a few days of production. With treatments being constantly carried out around the globe, an uninterruptible supply was essential. There had been some local opposition to the use of highly enriched uranium (HEU) in the reactor, as well as from activists in the United States who fear that the uranium could be stolen by terrorists and used to fabricate a bomb.
Ағымдағы жағдай
Бастапқыда құрылыс 1999 және 2000 жылдары аяқталуы жоспарланған, бірақ екі реактор да 2000 жылдың мамырында аяқталды. 1999 жылдың тамызында MAPLE I реакторына жұмыс істеуге лицензия берілді, ал 2000 жылдың маусымында MAPLE II реакторына дейін ұзартылды. Іске қосу сынақтары дереу басталды, MAPLE I 2000 жылдың ақпанында алғашқы тұрақты реакциясын, ал MAPLE II 2003 жылдың қазанында орындады. Алайда, сынақтар барысында MAPLE I реакторындағы кейбір авариялық тоқтату таяқшаларының белгілі бір қиын жағдайларда жұмыс істемеуі мүмкін екендігі анықталды. Бұл кемшілік сапасыз жұмыс және жобалау мәселелеріне байланысты болды, сондай-ақ басқару таяқшаларының корпусына жиналған және олардың еркін қозғалысына кедергі келтіретін ұсақ металл бөлшектерімен байланысты болды. Сонымен қатар, кейінгі сынақтар реакторлардың реактивтіліктің оң қуат коэффициентіне (PCR) ие екенін көрсетті, бұл модельдеу болжамдарымен келіспеді және іске қосуға елеулі тосқауел болды. Оң қуат коэффициенті реактордың қызған кезде реактивтілігінің артуын білдіреді; жоспарланбаған қуаттың өсуі кезінде мұндай конструкция "бақылаудан шығып", ыдырауға әкелуі мүмкін. Кәсіптік өндірістің басталуына дейін өткен сегіз жылдық кешігу кезінде жобаның бюджеттік шығындары айтарлықтай артты. Бастапқы бюджет 140 миллион доллар болса, 2005 жылға қарай ол 300 миллион долларға жетті. 2007 жылдың 25 қазанында MAPLE нысанына жұмыс істеу лицензиясын ұзарту берілді, бұл 2011 жылдың 31 қазанына дейін жұмыс істеуге рұқсат берді. Бұл (соңғы) ұсыныс бойынша MAPLE I реакторы 2008 жылдың соңында іске қосылуы күтілді. 2008 жылдың 16 мамырында AECL MAPLE бағдарламасының тоқтатылғанын жариялаған мәлімдеме жасады, себебі "реакторларды іске қосуды және іске қосуды аяқтау енді мүмкін емес". Бұл мәлімдемеде AECL медициналық изотоптар өндірісін жалғастыру үшін NRU реакторының лицензиясын одан әрі ұзартуға көшетінін көрсетті. Бұл мәлімдемеде AECL компаниясының медициналық изотоптар өндірісі саласындағы ұзақ мерзімді стратегиясы нақтыланбады.
Originally planned to complete construction in 1999 and 2000, both reactors were instead completed in May 2000. An operational license was granted in August 1999 for the MAPLE I reactor, and extended to include the MAPLE II reactor in June 2000. Commissioning testing was begun immediately, with the MAPLE I achieving its first sustained reaction in February 2000, and MAPLE II following in October 2003. However, during testing, it was noted that some of the emergency shut off rods in the MAPLE I reactor could fail to deploy in certain demanding situations. This failure was ascribed to workmanship and design issues, and related to fine metal particles accumulating in the control rods' housing and interfering with their free movement. In addition, later testing found that the reactors have a positive power co efficient of reactivity (PCR), which was in disagreement with the prediction of the modelling, and was a significant barrier to commissioning. A positive power co efficient means that the reactor becomes more reactive when it heats up; in the case of an unplanned power spike, such a design can "run away" and potentially cause a meltdown. During the subsequent eight year long delay in the start of commercial production, the project significantly overran its budgeted cost. The original budget was $140 million, but by 2005 it had already cost $300 million. The MAPLE facility was granted an extension on its operating license on 25 October 2007, which would permit operations until 31 October 2011. This (final) submission envisioned that the MAPLE I reactor would be operational in late 2008. On 16 May 2008, AECL released a statement announcing that the MAPLE program had been terminated, as it had become "no longer feasible to complete the commissioning and start up of the reactors". In this statement, AECL indicated that they would move to further extend the licence of the operating NRU reactor to continue the production of medical isotopes. The statement left unclear what long term direction AECL would take for its medical isotope production business.