Upload
launcelot-dubus
View
104
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
RÉACTEURS NUCLÉAIRES ET PRODUCTION
DURABLE DE RADIOISOTOPES MÉDICAUX
CORNELIA CHILIAN
Directrice, Laboratoire d’analyse par activation neutronique SLOWPOKE
DÉPARTEMENT DE GÉNIE PHYSIQUE
ÉCOLE POLYTECHNIQUE MONTRÉAL
Radioisotopes médicaux
Radiothérapie 60Co
Diagnostic 99mTc
10 000 hôpitaux dans le monde utilisent des radioisotopes
40 000 000 de procédures de radiodiagnostic par année
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
99mTc – importance et utilisation
30 000 000 patients par année
imagerie de la thyroïde, problèmes de cœur, embolie pulmonaire,
cancers des os, fonctionnement des reins après un transplant,
fonctionnement du cerveau
15% d’augmentation de la demande mondiale de 99mTc dans les
prochaines 10 années à cause du vieillissement de la population
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
99mTc – importance et utilisation
99Mo 99mTc
(demi-vie 66 h) (demi-vie 6 h, énergie du rayon gamma 140 keV)
demi-vie de résidence dans l’organisme de 6 h
faible dose de radiation au patient, entre 1 mSv et 55 mSv pour des
activités injectées de 20 MBq à 1100 MBq
images claires par la détection des rayons gamma suffisamment
énergétiques pour survivre l’atténuation
faible coût, rentable
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
99Mo (99mTc) par réacteur nucléaire
livraison de l’235U hautement enrichi à 93% (UHE)
production des cibles d’UHE avec gaine d’aluminium
irradiation des cibles dans un réacteur nucléaire
6% des fissions de l’235U produisent 99Mo
perçage des cibles afin de récupérer 133Xe et 131I
dissolution des cibles avec acide nitrique, HNO3
séparation radiochimique du 99Mo de tous les autres produits de fission
livraison du 99Mo en vrac vers les producteurs des générateurs
production de générateurs de 99mTc, (0,2 -100 GBq 99Mo)
livraison des générateurs (99Mo 6 days calibrated) aux hôpitaux
élution du 99mTc, afin de préparer la dose de diagnostic
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Raffineries de 99Mo
MDS NORDION (Canada)
COVIDIEN (Pays-Bas)
IRE (Belgique)
NTP (Afrique du Sud)
99Mo (99mTc) – production et distribution
Réacteurs nucléaires
NRU (Canada)
HFR (Pays-Bas)
BR2 (Belgique)
SAFARI (Afrique du Sud)
OSIRIS (France)
Producteurs de générateurs
COVIDIEN (ÉU)
COVIDIEN (Pays-Bas)
LANTHEUS (ÉU)
IBA CIS BIO (France)
GE Healthcare (GB)
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Raffineries de 99Mo
12 h extraction du 99Mo en
vrac
12 h transport vers les
producteurs
99Mo (99mTc) – production et distribution
Réacteurs nucléaires
150 h irradiation
10 h sortir les cibles
4 h chargement
4 h transport vers
raffinerie
Producteurs de générateurs
12 h production et
transport de générateurs
7 jours
800 Ci 99Mo
1 jours
500 Ci 99Mo
0,5 jours
120 Ci 99Mo Cornelia Chilian, 24 mai 2012
99Mo (99mTc) – production et distribution
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
500 000 000 $ ventes en Amérique du Nord par année
Un scan avec 99mTc coûte 200$
Un générateur de 99mTc coûte 20$
Le réacteur reçoit 2$ pour la production de 99Mo
Tous les réacteurs sont subventionnés par le gouvernement
Réacteurs nucléaires producteurs de 99Mo
Réacteur Pays En service Puissance Cibles % Production mondiale
NRU Canada 1957 135 MW UHE 50%
HFR Pays-Bas 1961 45 MW UHE 30%
BR2 Belgique 1961 100 MW UHE 3%
SAFARI Afrique du Sud
1965 20 MW UHE-UFE 3%
OSIRIS France 1966 70 MW UHE 3%
90% de toute la production mondiale de 99Mo est produite par 5 vieux réacteurs
Production de 99Mo basée sur des cibles en UHE – problématique pour la non-
prolifération nucléaire
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Réacteurs nucléaires producteurs de 99Mo
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Réacteur Pays En service Puissance Cibles
OPAL Australie 2007 20 MW UFE
FRM-2 Allemagne 2004 20 MW UFE
ETRR-2 Égypte 1997 22 MW UFE
HANARO Corée du Sud 1995 30 MW UFE
PARR-1 Pakistan 1991 10 MW UFE
GA Indonésie 1987 30 MW UFE
IRNE Roumanie 1980 14 MW UFE
RECH-1 Chili 1974 5 MW UFE
RA-3 Argentine 1968 5 MW UFE
MURR USA 1966 10 MW UFE
MARIA Pologne 1974 30 MW UHE
JHR France 2015 100 MW UFE
PALLAS Pays-Bas 2018 45 MW UFE
MIPS USA 2020 3x200 kW UFE
Réacteurs nucléaires producteurs de 99Mo
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Réacteur SLOWPOKE, École Polytechnique
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
flux de neutrons volume puissance(moyenne 24h/5j) libre thermique
SLOWPOKE 1 x 1011 n/cm2/s 0,3 L 20 kWNRU 1 x 1014 n/cm2/s 100 L 135 MW
Production de 99Mo avec le réacteur SLOWPOKE
insignifiante
infrastructure et gestion trop couteuse pour
justifier l’investissement
Crise des isotopes de 2007 - 2008
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
18 novembre 2007 - la Commission Canadienne de Sûreté Nucléaire
(CCSN) décide de fermer le réacteur NRU pour des raisons de sûreté
nucléaire. Énergie Atomique Limitée Canada (ÉACL), en violation du permis
d’exploitation de NRU, a failli d’installer des démarreurs résistants aux
tremblements de terre sur les moteurs des deux pompes du système de
refroidissement du réacteur NRU.
450 000 patients en Amérique du Nord
sont affectés
Crise des isotopes de 2007 - 2008
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
12 décembre 2007 - le parlement canadien approuve une loi d’urgence et la
production redémarre le 16 décembre 2007
20 et 23 décembre 2007 - deux tremblements de terre de magnitude de 3,6
et 3,0 sur l’échelle Mercalli dans la région de Chalk River
15 janvier 2008 – le gouvernement fédéral conservateur congédie Linda
Keen la présidente de la CCSN
Crise de radioisotopes résolue avec le prix de:
la séparation des pouvoirs, politique et judiciaire, dans un état démocratique
la réduction des standards de sûreté des réacteurs nucléaires
Crise des isotopes de 2009 - 2010
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
mi-mai 2009 – NRU est mis à l’arrêt en raison d’une fuite d’eau importante
ayant entraîné le rejet de tritium à travers le système de ventilation
au moment de l’arrêt, NRU produisait près de 40% de l'approvisionnement
mondial en isotopes médicaux
2009 – HFR de Pays-Bas mis à l’arrêt 6 mois pour des raisons de sûreté
2010 – HFR de Pays-Bas mis encore une fois à l’arrêt pour 6 mois à cause
d’une fuite dans le système primaire de refroidissement
2010 – la crise médicale nord-américaine est devenue politique lorsque la
ministre des Ressources naturelles, Lisa Raitt, a qualifié cet enjeu de «sexy»
17 août 2010 – NRU remis en service après 15 mois, la production des
radioisotopes reprend
Échec des réacteurs Maple, ÉACL Chalk River
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
arrêt définitif du NRU prévu pour 2005
permis d’exploitation de la CCSN du NRU expiré en octobre 2011
Maple 1, Maple 2, puissance thermique de 13MW
chacun peut produire 100% des besoins mondiaux de 99Mo
prêts en 2000
coût initial 140M$
2005 – le coût monte à 330M$
réacteur difficile à contrôler, coefficient de température positif
2008 – projet Maple abandonné
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Production durable de radioisotopes médicaux
par réacteur nucléaire?
Oui
Mauvaise gestion de la production mondiale
de radioisotopes?
Peut-être
Production durable de radioisotopes médicaux par réacteur nucléaire
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Techniques d’imagerie médicale robustes et efficaces
Production en grand volume, rentable
Bon contrôle du transport des cibles
Bonne gestion des déchets radioactifs
Production avec des cibles en 235U faiblement enrichies sans
problèmes de prolifération nucléaire
Meilleure solution au besoin croissant des scans pour une
population vieillissante (Europe ou Amérique de Nord) ou en plein
développement (Asie)
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Production soutenable de radioisotopes
médicaux par réacteur nucléaire?
Oui