Brevet FR2039423A1 — publié le 19710115

La présente invention concerne la production de sources diode radioactif et en particulier la production d!une sourcepoint contenant un-isotope radioactif d'iode, en particulier le radio-isotope iode 125. Des sources point à rayonnement gamma de basse énergie qui peuvent être aisément collimatées et ainsi examinées avec la plus grande precision.ont trouvé une application dans un grand nombre, de domaines -industriels comprenant, par-exemple, des procédés de rétrodiffusion et en particulier dans le domaine médical, comme dans l'examen approfondi des os. Une substance particulièrement intéressante pour la production de rayons gamma de basse énergie est le radio-isotope iode 125. Jusqu'à présent on a essayé de former une source-point à partir d'iode radioactif, et en particulier du radio-isotope iode 125, en enfermant l'iode à l'intérieur d'un récipient de forme convenable et scellé par soudure, de façon telle que la répartition de l'iode reste inchangée sur une longue période de temps. Dans un exemple de procédé, qui est décrit dans le brevet canadien nO 723 258, le radio-isotope d'iode 125 peut être concentré sur une microélectrode en cuivre ou en argent ayant une aire inférieure à > par exemple, 0,5 mm2, par dépôt électrolytique à partir d'une solution aqueuse d'iodure. Cependant, de telles techniques de dépôt électrolytique sont relativement compliquées et de plus des métaux tels que le cuivre et l'argent ont un numéro atomique relativement élevé et ont ainsi tendance à absorber dans une proportion importante l'irradiation gamma de basse énergie, réduisant ainsi le rendement de la source-point.Tel qu'on l'utilise dans la présente description, le terme "source-point" se rapporte à une source qui est voisine d'un point et est -synonyme du terme source ponctuelle". La demande de brevet français nO 6 926 605 déposée le 1er août 1969 par la Société dite : "Atomic Energy of Canada Limited " pour "Sources d'iode radioactif et leur procédé de préparation" décrit une nouvelle source-point d'iode radioactif, et en particulier le radio-isotope iode 125, facilè à fabriquer, cette source permet la présence de concentrations élevées en iode radioactif et procure un rendement considérablement plus élevé, pour une même quantité d'iode radioactif présent, par comparaison avec les sources-points métalliques de la technique antérieure; par exemple, on a trouvé que la source-point de cette invention, renfermant le radio-isotope iode 125, a un rendement meilleur d'environ 30% quand on la compare avec une source-point dans laquelle le radio-isotope iode 125 est déposé par électrolyse sur un support en argent, en quantité identique. Selon l'invention de la demande de brevet français précitée la source-point comprend une particule de charbon activé, ayant de façon appropriée une granulométrie de 1 milligramme à 5 milligrammes, et de préférence entre 3 et 5 milligrammes et une quantité choisie d'iode radioactif y est absorbée; lridde radioactif émet avantageusement une radiation gamma de basse énergie, et le radio-isotope est en particulier de ltiode 125, pour fournir une quantité souhaitée de radiation, convenant très bien une quantité telle qu'elle fournisse une radiation allant de 10 millicuries à 10 curies et plus couramment de 10 millicuries à 2 curies, et avantageusement de 100 à 250 millicuries.Du fait de la forme irrégulière du charbon actif particulaire, et à cause de son procédé de préparation, à savoir par broyage de gros morceaux de charbon actif pour former les particules, il est normal de se reporter au poids de la particule pour donner une allure de la granulométrie. En général, des particules pesant 5 mg s'ajustent dans un tube de 0,423 micron de diamètre et des particules de 1 mg se logent dans un'tube de 0,254 micron de diamètre, les particules de 3 mg étant normalement'capables d'aller dans un tube de 0,317 micron de diamètre. De plus, les particules peuvent autre sous la forme de granules ou, comme on l'expliquera plus loin, elles peuvent avoir la forme de pastilles formées en granulant de la poudre très fine de charbon actif.Le charbon actif, que l'on dénomme parfois carbone actif, est formé de la manière normale, l'activité du charbon variant suivant la source de la substance cellulosique et de son mode particulier d'obtention. Il est cependant essentiel pour l'invention de la demande de brevet français précitée que la substance particulaire soit du charbon actif, car d'autres formes de carbone n'apparaissent pas utiles pour produire la source-point d'iode radioactif selon l'invention. On a de plus trouvé que du charbon obtenu à partir de noix de coco est hautement actif et donc préféré. La particule contenant l'iode radioactif est normalement encapsulée dans une capsule, pour l'utilisation. Conformément au-procédé indiqué dans la demande de brevet français en cause, on prépare la source-point contenant de l'iode radioactif en agitant au moins une particule de~charbon actif avec une solution organique diode radioactif, la concentration de l'iode radioactif et la période d'agitation étant suffisantes pour permettre l'absorption, par la ou les particulis) de charbon actif de la quantité désirée d'iode radioactif, en séparant le ou les granule(s) contenant l'iode radioactif de la solution et séchant le ou les granule(s). Quand le granule de charbon actif contenant l'iode radioactif est suffisamment important pour former une sourcvpoint, on l'encapsule simplement pour l'utiliser.Cependant, il entre également dans le cadre de l'inventinn de la demande de brevet français précitée d'utiliser une poudre finement divisée de charbon actif et de pastiller ensuite la poudre à la taille voulue pour la source d'iode radioactif et d'encapsuler alors la pastille. On constate que l'utilisation d'une poudre de charbon actif, à cause de sa plus grande aire, donne une capacité supérieure d'absorption de l'iode radioactif à partir de la solution organique, mais l'étape ultérieure consistant à pastiller la poudre contenant l'iodle radioactif nuit à l'utilité de cette variante. Dans le procédé précité de la demande de brevet français antérieure , il convient de préparer la solution organique d'iode radioactif en oxydant un iodure oxydable, et avantageusement un iodure de métal alcalin, contenant l'isotope d'iode radioactif en d'un solution aqueuse acide, par addition/agent oxydant, en extrayant l'iode ainsi formé à partir de la dite solution aqueuse avec un solvant organique tel que le tétrachlorure de carbone, le benzène, le chloroforme ou I'éther, sous agitation, et en séparant la dite solution, l'iode libéré passant dans le solvant organique. On réalise avantageusement l'oxydation avec un ion ferrique, tel que du sulfate d'ammonium ferrique, et on peut acidifier la solution aqueuse, si on le désire, à un pH d'environ 1, avec un acide minéral tel que l'acide nitrique, chlorhydrique ou sulfurique. Ainsi la demande de brevet français précitée considère apparemment que l'iode radioactif produit par oxydation de l'iodure oxydable en solution aqueuse devait être absorbé dans le charbon particulaire à partir d'une solution organique, afin d'obtenir une absorption substantielle de l'iode radioactif dans la particule de charbon actif.Ceci nécessitait une extraction de l'iode radioactif formé par l'oxydation de l'iodure oxydable à partir de la phase aqueuse et avec une phase organique, l'extrac- tion prenant de l'ordre de 1 à 2 3ours. Oq considère que l'exi- gence de l'extraction de la phase organique pour donner le charbon actif particulaire était fondée sur l'hypothèse que tropteu d'iode radioactif particulaire libre est produit par l'oxydation de l'iodure dans la solution aqueuse qui reste claire, ne montrant aucune trace appréciable d'iode, à l'opposé de la phase organique dans laquelle la coloration rose caractéristique, due à l'iode libre, est aisément visible.Ainsi, on considérait que, dans l'eau, la réaction d'oxydation qui est une réaction d'équilibre ne se développait pas suffisamment pour libérer des quantitéa appréciables d'iode libre et qu'ainsi l'absorption par le granule de charbon actif serait fortement gênée et que la présence de la phase organique devait faciliter la formation d'iode libre dans la phase à partir de laquelle on devait absorber l'iode par le charbon actif. On a maintenant trouvé, selon la présente invention, que l'iode radioactif peut être absorbé directement à partir d'une solution aqueuse avec la même facilité qu'à partir d'une solution organique; on supprime ainsi la perte de temps et une extraction intermédiaire relativement onéreuse dans la phase organique. La présente invention a donc pour objet un procédé pour l'obtention d'une source-point d'iode radioactif, qui comprend l'agitation d'au moins un granule de charbon actif avec une solution aqueuse contenant de l'iode radioactif en une quantité et pendant un temps suffisants pour permettre l'absorption par le charbon actif de la quantité désirée d'iode radioactif, la séparation de la particule contenant l'iode radioactif de la solution et le séchage de la dite particule. Selon une réalisation préférée de la présente invention, le procédé de production d'une source-point d'iode radioactif comprend l'oxydation d'un iodure oxydable contenant de l'iode radioactif en solution aqueuse acide par addition d'un agent oxydant l'agitation de la solution ainsi obtenue avec au moins une particule de charbon actif, ladite solution contenant de l'iode radioactif en une quantité suffisante et l'agitation extase poursule pendant un temps suffisant pour permettre l'absorption par le charbon actif de la quantité désirée de l'iode radioactif, la sé- paration de la particule de charbon de la solution et le séchage de la dite particule. Comme indiqué précédemment, le charbon particulaire peut être sous forme d'une particule unique de charbon actif d'une taille suffisante pour former directement une source-point qui, après séchage; est simplement encaspulée, ou par contre le charbon actif peut être sous forme d'une fine poudre qui, après séchage, est granulée, la pastille étant ensuite encapsulée. On peut effectuer l'oxydation de l'iodure au moyen de tout agent d'oxydatiot convenable, tel que l'ion ferrique et en particulier le sulfate d'ammonium ferrique.-Afin de permettre que l'oxydation se fasse, la solution aqueuse doit être acide et il est avantageux que la solution ait un pH d'environ-l. On peut effectuer l'acidification avec un acide minéral tel que précédemment indiqué. Il est essentiel pour la présente invention que la substance absorbante soit du charbon actif, dénommé parfois carbone actif, mais on insiste sur le fait que dtautres formes de carbone ne sont pas efficaces pour produire une source-point selon la présente invention. Est particulièrement utile du charbon obtenu à partir de noix de coco. Iiranulométrie du granule de charbon actif doit se situer dans domaine convenable pour une source-point et donc, comme précédemment indiqué, usuellement dans le domaine allant de 1 milligramme à 5 milligrammes pour un granule unique autre qu'une pastille. Au-dessus de 5 milligrammes, la taille du granule a tendance à devenir suffisamment importante pour qu'on s t écarte d'une source-point.Cependant, avec des pastilles formées à partir de charbon actif pulvérulent, qui sont en général des particules plus denses, le poids de la particule peut être beaucoup plus élevé bien que la particule soit de dimensions assez faibles pour constituer une source-point. Bien que la présente invention s'applique particulièrement à de l'iode radioactif à rayonnement gamma de basse énergie, et en particulier à de l'iode 125, elle peut en général être appliquée à tout iode radioactif dans lequel une source-point est nécessaire, et comprend entre autres l'isotope radioactif iode 131 à rayonnement gamma de haute énergie. L'iodure oxydable peut être tout iodure capable de donner de l'iode radioactif par oxydation et on peut mentionner en particulier les iodures de métaux alcalins tels que l'iodure de sodium. L'iodure de sodium est avantageusement préparé en bombardant du xénon gazeux avec des neutrons pour produire de l'iode 125 et en purifiant le produit avec de l'hydroxyde de sodium aqueux. A partir de l'irradiation totale du xénon gazeux par les neutrons et du volume et de la concentration de l'hydroxyde de sodium, on détermine aisément la concentration de la solution aqueuse d'iodure de sodium obtenue, et une valeur convenable est 1 x 10-4. La présente invention est illustrée au moyen des exemples suivants : Exemple 1 Préparation d'une source-point d'iode 125 de 200 millicuries On introduit au moyen d'une pipette, dans un tube de verre fermé, 3 ml d'une solution aqueuse contenant 10 milligrammes par mole de sulfate dtammonium rerrique [FeNH4(SO4)212H2O], laquelle solution est 0,5 N par rapport à l'acide nitrique, 3,4 ml d'une solution aqueuse 1 x 10 4 molaire dtiodure de sodium et 1,6 ml d'une solution aqueuse 1 x 10 molaire d'iodure 125 de sodium.La solution d'iodure de sodium qui sert de véhicule sert à compléter le volume, de sorte que le liquide emplit pratiquement le tube. On dilue a 10 ml un prélèvement de 10 # ( ( j = 1/1000 ml) et on mesure par spectroscopie gamma la teneur en iode 125.De plus, on mesure le rendement par rapport à l'ensemble de la solution du tube en verre fermé, au moyen d'un compteur 4# Philips. On place une particule pesant 3,00 mg de charbon actif de noix de coco dans la solution du tube de verre fermé, on replace le bouchon, on le scelle avec une bande adhésive et on place le tube dans un agitateur mécanique pendant 24 heures, après quoi on extrait le granule de la solution, on le sèche à l'air et on mesure son rendement au compteur 4# Philips.De plus, on mesure également au moyen du compteur 4# Philips le produit obtenu à partir de l'ensemble de la solution résiduelle du tube en verre fermé et on dilue à 10 ml avec de l'eau un prélèvement de 10 # z de la solution totale résiduel- le et on mesure la teneur en iode 125 par spectroscopie gamma. Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau I. Tableau I Rendement à Equivalent Spectrosco l'échelle 300 en pie gamma sur le comp- m CL m Ci teur Philips m Ci Ensemble de la solution de 125I initiale 116 270 262 ensemble de la solution de î25 après adsorption 21 49,7 60 125 extrait de la solution 220,3 202 granule 114 189 202 % d'adsorption du granule 70 % -7-7 ss Exemple 2 Absorption d'iode 131 sur des granules de charbon actif Cet exemple montre l'influence des variations de la concentration de l'iode et de la taille du granule de charbon actif. On complète des solutions d'iode, dans neuf flacons en verre bouchés, comme suit Echantillons 1, 2, 3, 7, 8 et 9. Dans chaque flacon en verre bouché, on introduit au moyen d'une pipette 5 ml d'une solution aqueuse d'iodure de sodium de différentes concentrations comme indiqué dans le tableau II qui suit, 5 ml d'une solution aqueuse de sulfate d'ammonium ferrique ÈFeNH4(S04)2l2H20 7 à une concentration de 10 mg/ml laquelle solution est 0,5-N par rapport à l'acide nitrique, et 50 / d'une solution aqueuse d'iodure 131 de sodium en concentration molaire de 1x10 Echantillons 4, 5 et 6.Dans chaque tube en verre bouché, on introduit au moyen d'une pipette 5 ml d'une solution aqueuse d'iodure de sodium à la concentration indiquée dans le tableau II suivant, 3 ml de la solution de sulfate d'ammonium ferrique précédemment mentionnée et 50 À de la solution d'iodure 131 de sodium précédemment mentionnée. De chaque tube, on prélève un échantillon de 1 ml et on détermine la teneur en iode 131 au moyen d'un spectrophotomètre. Dans chacun des tubes, on introduit une particule de charbon actif dont la taille est indiquée dans le tableau II suivant. On fixe les bouchons avec une bande adhésive et on met les tubes dans un agitateur mécanique pendant 47 heures. On extrait le granule de chacun des tubes, on le sèche à l'air et on mesure la teneur en iode 131 au moyen de spectroscopie gamma, on corrige la valeur obtenue à cause d'une désintégration due à la vitesse de décroissance relativement rapide de l'iode 1)1,qui est de 1 ordre de 8 jours. On extrait un échantillon de 1 ml de chacun des tubes, on mesure la teneur en iode 131 par spectroscopie gamma, et on la corrige à nouveau pour tenir compte de la désintégration. A partir de ces résultats, la quantité d'iode 131 perdue à partir de la solution peut aisément être déterminée ainsi que le pourcentage de l'iode 131 total absorbé dans le granule. Les résultats obtenus sont exposés dans le tableau II suivant. Tableau II N Concen- Quantité Solution 131I correc- 131I 131I Correction % de 131I iode tration de initiale tion restant perdi sur le pour de la granule 131I pour dé- sur le inexpliqué à en sosolution granule croissance partir décroissance granule total Ci/ml lution I2 mg total de M Ci/ml de la de Ci solution Ci total de Ci 1 1 x 10-4 1,12 130 29,5 34,9 856 741 878 75 -22 2 1 x 10-3 0,94 130 21,5 25,4 941 820 970 83 -29 3 3 x 10-3 1,12 129 87,0 10,3 234 192 227 19 + 7 4 1 x 10-4 2,19 164 18,5 21,9 994 820 970 85 +24 5 1 x 10-3 2,15 165 9,0 10,6 1082 845 1000 87 +82 6 3 x 10-3 2,04 164 4,5 5,3 1110 850 1005 88 +105 7 1 x 10-4 3,14 129 52,5 62,1 602 501 594 51 + 8 8 1 x 10-3 2,97 130 23,0 27,2 925 775 916 78 + 9 9 3 x 10-3 2,95 129 14,0 16,6 1012 812 960 83% +52 Exemple 3 Absorption d'iode 131 sur des pastilles de charbon de noix de coco activé ayant approximativement la même taille. On complète 10 solutions identiques d'iode en introduisant au moyen d'une pipette une solution d'iode formée des constituants suivants dans 10 tubes en verre bouchés, Chaque solution d'iode formée de 5 ml d'une solution aqueuse d'iodure de sodium à une concentration molaire de 1 x 10-4, 3 ml de sulfate d'ammonium ferrique [FeNH4(SO4)212H2O] à une concentration de 10 mg/ml, la solution étant 0,5 N par rapport à l'acide nitrique, et 50# d'une solution aqueuse d'iodure 131 de sodium à une concentration molaire de 1 x 10-4. 10 particules, ayant approximativement la mme taille, de charbon actif de noix de coco sont placées, une par tube, le bouchon est remis et fixé par une bande adhésive et le tube est agité pendant 24 heures.On sèche ensuite chaque granule à l'air et on y mesure la teneur en iode 131 au moyen de spectroscopie gamma. De plus, on prélève de chaque solution d'iode, un échantillon de 1 ml et on y mesure la teneur en iode 131 par spectroscopie gamma en corrigeant le résultat à cause de la décroissance. A partir de ces résultats , on détermine aisément la quantité d'iode 131 perdue à partir de la-solution de même que le pourcentage total d'iode 131 absorbé sur le granule. Les résultats sont donnés dans le tableau III. Tableau III N masse de concen- Concen- correc- 131I 131I correction 131Iinexpligranule tration tration tion % d'adsorption finale perdu sur le pour qué total en 131I pour mg en 131I granule de Ci/ml décrois- à par- décroissance initiale tir de sance total de la solu- Ci Ci/ml tion Ci Ci 1 2,93 51 3,5 3,8 378 321 350 86% 28 2 2,93 5 52 14,0 15,3 294 244 266 64 28 3 3,00 52 3,0 3,3 390 338 369 89 21 4 3,00 52 7,0 7,6 355 317 346 83 9 5 2,92 51 3,5 3,8 378 330 360 88 18 6 3,02 51 7,0 7,6 347 300 327 80 20 7 3,08 52 4,5 4,9 377 311 339 81 38 8 3,11 51 4,5 4,9 369 310 338 83 31 9 2,91 52 3,0 3,3 390 324 354 85 36 10 3,00 51 6,0 6,5 366 304 331 81 35 REVENDICATIONS 1 - Procédé de production d-'une source-point d'iode radioactif, caractérisé en ce que l'on agite au moins un granule de charbon activé avec une solution aqueuse contenant de l'iode radioactif en une quantité et pendant un temps suffisants pour permettre l'absorption par le charbon activé de la quantité désirée de l'iode radioactif. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la solution aqueuse d'iode radioactif est formée par oxydation d'un iodure oxydable en solution aqueuse acide avec un agentssoxy- dant, tel qu'un ion ferrique. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution acide a un pH d'environ 1. 4 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la solution est acidifiée avec un acide minéral. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le charbon activé est du charbon de noix de coco activé. 6 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'iodure est un iodure de métal alcalin,'notamment l'iodure de sodium. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 > caractérisé en ce que l'iode radioactif est de l'iode 125. 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le granule de charbon activé a une taille de particule allant de 1 milligramme à 5 milligrammes en poids. 9 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le charbon activé est sous forme de poudre finement divisée et que la poudre est ultérieurement mise en pas tille ayant une taille de particule allant de 1 milligramme à 5 milligrammes en poids. 10 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le granule est ultérieurement encapsulé.