Proton indüklemeli nükleer reaksiyonlar ile tıbbi radyoizotop üretim hesaplamaları
Medi̇cal radioisotope production calculations with proton-induced nuclear reactions
Yazar: ŞEVKİ ŞENTÜRK
Danışman: PROF. DR. TUNCAY BAYRAM
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fagot Sanat Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Nükleer tıp alanında pek çok hastalığın tanı ve tedavisinde çeşitli radyoizotoplar yaygın bir biçimde kullanılmakta olup alternatif radyoizotoplar üzerine çalışmalar halen güncelliğini korumaktadır. Bu bağlamda, nükleer tıpta görüntüleme için alternatif olabilecek potansiyel radyoizotopların belirlenmesi ve uygun üretim kanallarının incelenmesi önemlidir. Bu tez çalışmasında, nükleer tıpta kullanılan veya kullanım potansiyeli olan radyoizotoplar incelenerek 39Cl, 45Ti, 47Sc, 61Cu, 67Cu, 76Br, 95Ru ve 198Au radyoizotoplarının üretimi için proton indüklemeli yüksek verimli olası reaksiyon kanalları önerilmiştir. Belirlenen reaksiyon kanalları için hesaplamalar TALYS 1.95 ve EMPIRE 3.2 nükleer benzetim programlarıyla yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürdeki verilerle karşılaştırılarak tartışılmıştır. İlgili olası reaksiyon kanalları için yapılan hesaplamalarda 60 MeV proton demet enerjisine kadar üretim tesir kesitleri, reaksiyon verimleri ve toplam aktivite değerleri hesaplanmıştır. En yüksek üretim tesir kesitlerini veren optimal proton demet enerji aralıkları belirlenerek hızlandırıcılarda üretilebilecek potansiyele sahip olan radyoizotoplar önerilmiştir. Yapılan bu tez çalışmasından elde edilen verilerin, ülkemizde bulunan hızlandırıcı merkezinde yapılabilecek deneysel çalışmalara öncül teşkil edebileceği değerlendirilmektedir. 


Anahtar Kelimeler: Radyoizotop, Nükleer reaksiyonlar, Üretim tesir kesitleri, Nükleer tıp, TALYS, EMPIRE, PET, SPECT

Abstract:
Various radioisotopes are widely used in the diagnosis and treatment of many diseases in the field of nuclear medicine, and studies on alternative radioisotopes are still hot research topics. In this context, determining potential radioisotopes that can be alternatives for nuclear imaging and examining suitable production channels is essential work. In this thesis, radioisotopes being used or have the potential to be used in nuclear medicine were examined and possible proton-induced high-efficiency reaction channels were proposed for the production of 39Cl, 45Ti, 47Sc, 61Cu, 67Cu, 76Br, 95Ru, and 198Au radioisotopes. Calculations for the determined reaction channels were made with TALYS 1.95 and EMPIRE 3.2 nuclear simulation programs. The results obtained were discussed by comparing them with the data in the literature. In the calculations made for the relevant possible reaction channels, production cross-sections, reaction efficiencies, and total activity values were calculated up to 60 MeV proton beam energy. Radioisotopes that have the potential to be produced in accelerators have been proposed by determining the optimal proton beam energy ranges. It is evaluated that the data obtained from this thesis study can serve as a basis for the experimental studies that can be carried out at the accelerator center in our country.


Key Words: Radioisotope, Nuclear reactions, Production cross-sections, Nuclear medicine, TALYS, EMPIRE, PET, SPECT