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RÉACTEURS NUCLÉAIRES ET PRODUCTION DURABLE DE RADIOISOTOPES MÉDICAUX CORNELIA CHILIAN Directrice, Laboratoire danalyse par activation neutronique SLOWPOKE.

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1 RÉACTEURS NUCLÉAIRES ET PRODUCTION DURABLE DE RADIOISOTOPES MÉDICAUX CORNELIA CHILIAN Directrice, Laboratoire danalyse par activation neutronique SLOWPOKE DÉPARTEMENT DE GÉNIE PHYSIQUE ÉCOLE POLYTECHNIQUE MONTRÉAL

2 Radioisotopes médicaux Radiothérapie 60 Co Diagnostic 99m Tc hôpitaux dans le monde utilisent des radioisotopes de procédures de radiodiagnostic par année Cornelia Chilian, 24 mai 2012

3 99m Tc – importance et utilisation 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% daugmentation de la demande mondiale de 99m Tc dans les prochaines 10 années à cause du vieillissement de la population Cornelia Chilian, 24 mai 2012

4 99m Tc – importance et utilisation 99 Mo 99m Tc (demi-vie 66 h) (demi-vie 6 h, énergie du rayon gamma 140 keV) demi-vie de résidence dans lorganisme 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 latténuation faible coût, rentable Cornelia Chilian, 24 mai 2012

5 99 Mo ( 99m Tc) par réacteur nucléaire livraison de l 235 U hautement enrichi à 93% (UHE) production des cibles dUHE avec gaine daluminium irradiation des cibles dans un réacteur nucléaire 6% des fissions de l 235 U produisent 99 Mo perçage des cibles afin de récupérer 133 Xe et 131 I dissolution des cibles avec acide nitrique, HNO 3 séparation radiochimique du 99 Mo de tous les autres produits de fission livraison du 99 Mo en vrac vers les producteurs des générateurs production de générateurs de 99m Tc, (0, GBq 99 Mo) livraison des générateurs ( 99 Mo 6 days calibrated) aux hôpitaux élution du 99m Tc, afin de préparer la dose de diagnostic Cornelia Chilian, 24 mai 2012

6 Raffineries de 99 Mo MDS NORDION (Canada) COVIDIEN (Pays-Bas) IRE (Belgique) NTP (Afrique du Sud) 99 Mo ( 99m Tc) – 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

7 Raffineries de 99 Mo 12 h extraction du 99 Mo en vrac 12 h transport vers les producteurs 99 Mo ( 99m Tc) – 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 99 Mo 1 jours 500 Ci 99 Mo 0,5 jours 120 Ci 99 Mo Cornelia Chilian, 24 mai 2012

8 99 Mo ( 99m Tc) – production et distribution Cornelia Chilian, 24 mai $ ventes en Amérique du Nord par année Un scan avec 99m Tc coûte 200$ Un générateur de 99m Tc coûte 20$ Le réacteur reçoit 2$ pour la production de 99 Mo Tous les réacteurs sont subventionnés par le gouvernement

9 Réacteurs nucléaires producteurs de 99 Mo RéacteurPaysEn servicePuissanceCibles% Production mondiale NRUCanada MWUHE50% HFRPays-Bas MWUHE30% BR2Belgique MWUHE3% SAFARIAfrique du Sud MWUHE-UFE3% OSIRISFrance MWUHE3% 90% de toute la production mondiale de 99 Mo est produite par 5 vieux réacteurs Production de 99 Mo basée sur des cibles en UHE – problématique pour la non- prolifération nucléaire Cornelia Chilian, 24 mai 2012

10 Réacteurs nucléaires producteurs de 99 Mo Cornelia Chilian, 24 mai 2012 RéacteurPaysEn servicePuissanceCibles OPALAustralie MWUFE FRM-2Allemagne MWUFE ETRR-2Égypte MWUFE HANAROCorée du Sud MWUFE PARR-1Pakistan MWUFE GAIndonésie MWUFE IRNERoumanie MWUFE RECH-1Chili19745 MWUFE RA-3Argentine19685 MWUFE MURRUSA MWUFE MARIAPologne MWUHE JHRFrance MWUFE PALLASPays-Bas MWUFE MIPSUSA20203x200 kWUFE

11 Réacteurs nucléaires producteurs de 99 Mo Cornelia Chilian, 24 mai 2012

12 Réacteur SLOWPOKE, École Polytechnique Cornelia Chilian, 24 mai 2012 flux de neutrons volume puissance (moyenne 24h/5j) libre thermique SLOWPOKE1 x n/cm 2 /s 0,3 L 20 kW NRU1 x n/cm 2 /s 100 L 135 MW Production de 99 Mo avec le réacteur SLOWPOKE insignifiante infrastructure et gestion trop couteuse pour justifier linvestissement

13 Crise des isotopes de Cornelia Chilian, 24 mai novembre 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 dexploitation de NRU, a failli dinstaller des démarreurs résistants aux tremblements de terre sur les moteurs des deux pompes du système de refroidissement du réacteur NRU patients en Amérique du Nord sont affectés

14 Crise des isotopes de Cornelia Chilian, 24 mai décembre le parlement canadien approuve une loi durgence et la production redémarre le 16 décembre et 23 décembre deux tremblements de terre de magnitude de 3,6 et 3,0 sur léchelle 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

15 Crise des isotopes de Cornelia Chilian, 24 mai 2012 mi-mai 2009 – NRU est mis à larrêt en raison dune fuite deau importante ayant entraîné le rejet de tritium à travers le système de ventilation au moment de larrêt, NRU produisait près de 40% de l'approvisionnement mondial en isotopes médicaux 2009 – HFR de Pays-Bas mis à larrêt 6 mois pour des raisons de sûreté 2010 – HFR de Pays-Bas mis encore une fois à larrêt pour 6 mois à cause dune 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

16 Échec des réacteurs Maple, ÉACL Chalk River Cornelia Chilian, 24 mai 2012 arrêt définitif du NRU prévu pour 2005 permis dexploitation 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 99 Mo prêts en 2000 coût initial 140M$ 2005 – le coût monte à 330M$ réacteur difficile à contrôler, coefficient de température positif 2008 – projet Maple abandonné

17 Cornelia Chilian, 24 mai 2012 Production durable de radioisotopes médicaux par réacteur nucléaire? Oui Mauvaise gestion de la production mondiale de radioisotopes? Peut-être

18 Production durable de radioisotopes médicaux par réacteur nucléaire Cornelia Chilian, 24 mai 2012 Techniques dimagerie 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 235 U 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)

19 Cornelia Chilian, 24 mai 2012 Production soutenable de radioisotopes médicaux par réacteur nucléaire? Oui


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