Ge68
Ga68 radyonüklit jeneratörü kolon materyali olarak kullanılacak metal oksitlerin sentezi ve yapı karakterizasyonu / Synthesis and structural characterization of metal oxides to be used as column material in Ge68 / Ga68 radionuclide generators
Yazar: DUYGU ARSLAN
Danışman: PROF. DR. AYŞE GÜL GÜREK
Gebze Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
Ge68/Ga68 radyonüklit jeneratörleri, nükleer tıpta PET (Pozitron Emisyon Tomografisi) uygulamaları için kısa yarı ömürlü Ga-68 izotopunun üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu jeneratörler, uzun yarı ömürlü Ge-68'in kimyasal olarak sabit bir matriks üzerinde tutulup Ga-68'in elüe edilmesi prensibine dayanmaktadır. Ancak, Ga-68'in verimli üretimi ve saflığı, kullanılan kolon materyalinin yapısal ve kimyasal özelliklerine bağlıdır. Mevcut jeneratörlerde kullanılan materyallerin sınırlı yüzey alanı, düşük adsorpsiyon kapasitesi ve kimyasal stabilite sorunları, yeni malzemelerin geliştirilmesini zorunlu kılmaktadır. 
Bu tez çalışmasında, Ge68 / Ga68 radyonüklit jeneratörlerinde kolon materyali olarak kullanılacak metal oksitlerin sentez yöntemleri ve yapı karakterizasyonları incelenmiştir. Çalışmanın amacı, yüksek performanslı ve uzun ömürlü jeneratörlerin geliştirilmesi için uygun metal oksit malzemelerin belirlenmesi ve bu malzemelerin yapısal özelliklerinin detaylı olarak analiz edilmesidir. Bu analizler sonucunda, metal oksitlerin yüzey alanı, gözenek yapısı, kristal fazları ve yüzey fonksiyonel grupları detaylı bir şekilde incelenmiştir. 
Çalışmada çeşitli sentez teknikleri kullanılarak farklı metal oksitler üretilmiştir. Sentezlenen metal oksitlerin yapısal karakterizasyonu, X-ışını difraksiyonu (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ve yüzey alanı analizleri ile gerçekleştirilmiştir. XRD analizleri, metal oksitlerin kristal yapılarını belirlerken, SEM görüntüleri malzemelerin morfolojileri hakkında bilgi sağlamıştır. EDX analizleri, elementel kompozisyonları ortaya koymuş ve yüzey alanı analizleri ile kullanım uygunlukları değerlendirilmiştir.
Bu çalışma, farklı sentez yöntemleri ile elde edilen metal oksitlerin yapısal özelliklerini ortaya koyarak, nükleer tıpta Ge68 / Ga68 jeneratörlerinin etkinliğini artırma potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, bu malzemelerin Ge-68'in yüksek adsorpsiyon kapasitesine sahip olmasını ve Ga-68'in verimli bir şekilde elüe edilmesini sağlayacak özelliklere sahip olduğunu göstermiştir. Gelecekteki çalışmalar, bu bulguları derinleştirerek daha yüksek performanslı ve maliyet etkin jeneratörlerin geliştirilmesine odaklanabilir.

Abstract:
Ge-68/Ga-68 radionuclide generators are widely used in nuclear medicine for the production of the short-lived Ga-68 isotope, particularly in PET (Positron Emission Tomography) applications. These generators operate on the principle that the long-lived Ge-68 is held on a chemically stable matrix while Ga-68 is eluted. However, the efficiency and purity of Ga-68 production heavily depend on the structural and chemical properties of the column material used. The limited surface area, low adsorption capacity, and chemical stability issues of materials currently used in generators necessitate the development of new materials.
This thesis investigates the synthesis methods and structural characterization of metal oxides to be used as column materials in Ge-68/Ga-68 radionuclide generators. The objective of this study is to identify suitable metal oxide materials for the development of high-performance and long-lasting generators and to analyze the structural properties of these materials in detail. The surface area, pore structure, crystal phases, and surface functional groups of the metal oxides were examined in detail through these analyses.
Various synthesis techniques were employed to produce different metal oxides in this study. The structural characterization of the synthesized metal oxides was performed using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and surface area analyses. XRD analyses were used to determine the crystal structures of the metal oxides, while SEM images provided insights into the morphology of the materials. EDX analyses revealed the elemental compositions, and surface area analyses assessed their suitability for use in generators.
This study demonstrates that the metal oxides synthesized via different methods have structural properties that show potential for enhancing the effectiveness of Ge-68/Ga-68 generators in nuclear medicine. The results indicate that these materials possess the high adsorption capacity required for Ge-68 and the characteristics necessary for the efficient elution of Ga-68. Future studies could build on these findings to develop higher-performing and more cost-effective generators.