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Tulio-170

El tulio-170 ( 170 Tm o Tm-170 ) es un isótopo radiactivo del tulio propuesto para su uso en radioterapia y en generadores termoeléctricos de radioisótopos .

Propiedades

El tulio-170 tiene una energía de enlace de8 105 .5144(43) keV por nucleón y una vida media de128,6 ± 0,3 d . Se desintegra por desintegración β − a 170 Yb aproximadamente el 99,869 % del tiempo, y por captura de electrones a 170 Er aproximadamente el 0,131 % del tiempo. [1] Aproximadamente el 18,1 % de las desintegraciones β − pueblan un estrecho estado excitado de 170 Yb en84,254 74 (8) keV ( t 1/2 = 1,61 ± 0,02 ns ), y esta es la principal emisión de rayos X de 170 Tm; las bandas inferiores también se producen a través de la fluorescencia de rayos X a 7,42, 51,354, 52,389, 59,159, 59,383 y 60,962 keV. [2] [3]

El estado fundamental del tulio-170 tiene un espín de 1 − . El radio de carga es5.2303(36)  fm , el momento magnético es0,2458(17)  μ N , y el momento cuadrupolo eléctrico es0,72(5)  e ⋅ b . [4]

Aplicaciones propuestas

Como elemento de tierras raras , el tulio-170 se puede utilizar como metal puro o hidruro de tulio, pero más comúnmente como óxido de tulio debido a las propiedades refractarias de ese compuesto. [5] [6] El isótopo se puede preparar en un reactor de resistencia media mediante irradiación de neutrones de tulio natural, que tiene una sección transversal de captura de neutrones alta de103 graneros . [3] [6]

Medicamento

En 1953, el Atomic Energy Research Establishment introdujo el tulio-170 como candidato para la radiografía en contextos médicos y de fabricación de acero , [7] pero se consideró inadecuado debido a la radiación de frenado de alta energía predominante , los malos resultados en muestras delgadas y los largos tiempos de exposición. [8] Sin embargo, se ha propuesto el 170 Tm para radioterapia porque el isótopo es fácil de preparar en una forma biocompatible y la radiación de baja energía puede irradiar selectivamente el tejido enfermo sin causar daños colaterales. [3] [9]

Generador radiotérmico

Como óxido ( Tm2O3 ) , el tulio-170 se ha propuesto como una fuente radiotérmica debido a que es más seguro, más barato y más ecológico que los isótopos comúnmente utilizados, como el plutonio-238 . [10] [11] La salida de calor de una fuente de 170 Tm es inicialmente mucho mayor que la de una fuente de 238 Pu en relación con la masa, pero disminuye rápidamente debido a su vida media más corta. [6]

Referencias

  1. ^ abcde Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ^ abcd "NuDat 3". www.nndc.bnl.gov .
  3. ^ abcd Polyak, Andras; Das, Tapas; Chakraborty, Sudipta; Kiraly, Reka; Dabasi, Gabriella; Joba, Robert Peter; Jakab, Csaba; Thuroczy, Julianna; Postenyi, Zita; Haasz, Verónica; Janoki, Gergely; Janoki, Gyozo A.; Pillai, Maroor RA; Balogh, Lajos (octubre de 2014). "Micropartículas marcadas con tulio-170 para radioterapia local: estudios preliminares". Bioterapia del Cáncer y Radiofármacos . 29 (8): 330–338. doi :10.1089/cbr.2014.1680. ISSN  1084-9785. PMID  25226213 - vía Academia.edu .
  4. ^ Mertzimekis, Theo J. "NUMOR | Momentos y radios nucleares | Universidad de Atenas | desde 2007". magneticmoments.info . Consultado el 12 de noviembre de 2023 .
  5. ^ ab Walter, CE; Van Konynenburg, R.; VanSant, JH (6 de septiembre de 1990). "Fuente de calor de tulio-170". doi :10.2172/10156110. OSTI  10156110.
  6. ^ abcd Dustin, J. Seth; Borrelli, RA (diciembre de 2021). "Evaluación de radionucleidos alternativos para su uso en un generador termoeléctrico de radioisótopos". Ingeniería nuclear y diseño . 385 : 111475. doi : 10.1016/j.nucengdes.2021.111475 . S2CID  : 240476644.
  7. ^ Hilbish, Theodore F. (noviembre de 1954). "Avances en radiología diagnóstica". Public Health Reports . 69 (11): 1017–1027. doi :10.2307/4588947. ISSN  0094-6214. JSTOR  4588947. PMC 2024396 . PMID  13215708. 
  8. ^ ab Halmshaw, Ronald (1995). Radiología industrial: teoría y práctica (2. ed.). Londres: Chapman & Hall. págs. 59-60. ISBN 0412627809.
  9. ^ ab Vats, Kusum; Das, Tapas; Sarma, Haladhar D.; Banerjee, Sharmila; Pillai, Mra (diciembre de 2013). "Radiomarcaje, estudios de estabilidad y evaluación farmacocinética de ácidos poliaminopolifosfónicos cíclicos y acíclicos marcados con tulio-170" (PDF) . Bioterapia del cáncer y radiofármacos . 28 (10): 737–745. doi :10.1089/cbr.2013.1475. ISSN  1084-9785. PMID  23931111. Archivado desde el original (PDF) el 2023-11-12.
  10. ^ ab Walter, CE (1 de julio de 1991). "Infraestructura para sistemas de energía de isótopos de tulio-170 para flotas de vehículos submarinos autónomos". Lawrence Livermore National Lab., CA (Estados Unidos). OSTI  5491258.
  11. ^ Alderman, Carol J. (1993). "Fuentes de calor de tulio para aplicaciones de energía espacial". Actas de la conferencia AIP . Vol. 271. págs. 1085–1091. doi :10.1063/1.43194.