99 Mo - École Polytechnique de Montréal

Report
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

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
133Xe
et 131I
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
99Mo (99mTc)
– production et distribution
Raffineries de 99Mo
Réacteurs nucléaires
Producteurs de générateurs

NRU (Canada)

MDS NORDION (Canada)

COVIDIEN (ÉU)

HFR (Pays-Bas)

COVIDIEN (Pays-Bas)

COVIDIEN (Pays-Bas)

BR2 (Belgique)

IRE (Belgique)

LANTHEUS (ÉU)

SAFARI (Afrique du Sud)

NTP (Afrique du Sud)

IBA CIS BIO (France)

OSIRIS (France)

GE Healthcare (GB)
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
99Mo (99mTc)
– production et distribution
Raffineries de 99Mo
Réacteurs nucléaires

150 h irradiation

10 h sortir les cibles

4 h chargement

4 h transport vers

12 h extraction du 99Mo en
vrac

Producteurs de générateurs

12 h production et
transport de générateurs
12 h transport vers les
producteurs
raffinerie
7 jours
1 jours
0,5 jours
800 Ci 99Mo
500 Ci 99Mo
120 Ci 99Mo
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
99Mo (99mTc)
– production et distribution
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
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
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 nonprolifération nucléaire
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Réacteurs nucléaires producteurs de 99Mo
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
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Réacteurs nucléaires producteurs de 99Mo
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Réacteur SLOWPOKE, École Polytechnique
Production de 99Mo avec le réacteur SLOWPOKE

insignifiante

infrastructure et gestion trop couteuse pour
justifier l’investissement
flux de neutrons
(moyenne 24h/5j)
SLOWPOKE
NRU
1 x 1011 n/cm2/s
1 x 1014 n/cm2/s
volume
libre
puissance
thermique
0,3 L
100 L
20 kW
135 MW
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Crise des isotopes de 2007 - 2008

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
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Crise des isotopes de 2007 - 2008

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
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Crise des isotopes de 2009 - 2010

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
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Échec des réacteurs Maple, ÉACL Chalk River

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
Cornelia Chilian, 24 mai 2012
Production durable de radioisotopes médicaux
par réacteur nucléaire

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
Cornelia Chilian, 24 mai 2012

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