nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2023-4-40-46nuc-565Research ArticleСтатьиАНАЛИЗ ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ИЗОТОПОВ НА ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМ РЕАКТОРЕ ВВР К: ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ РАДИОНУКЛИДЫANALYSIS OF THE PRODUCTION OF RARE-EARTH ISOTOPES AT THE WWR-K RESEARCH REACTOR: PROMISING THERAPEUTIC RADIONUCLIDEShttps://orcid.org/0000-0003-3900-3818ГуринА.GurinA.gurin.andrey@inp.kzhttps://orcid.org/0000-0002-3748-5721ЧакроваЕ.ChakrovaY.e.chakrova@inp.kzМедведеваЗ.MedvedevaZ.medvedeva_z@inp.kzЗахаровВ.ZakharovV.v.zakharov@inp.kzКулаковаЕ.KulakovaY.e.kulakova@inp.kzРГП на ПХВ «Институт ядерной физики» МЭ РККазахстанRSE REM “Institute of Nuclear Physics” ME RKKazakhstan202329122023044046Copyright © Гурин А., Чакрова Е., Медведева З., Захаров В., Кулакова Е., 20242024Гурин А., Чакрова Е., Медведева З., Захаров В., Кулакова Е.Gurin A., Chakrova Y., Medvedeva Z., Zakharov V., Kulakova Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/565

Редкоземельные элементы (РЗЭ) – это группа из семнадцати химических элементов периодической таблицы Менделеева, включая лантаноиды, скандий и иттрий. Эти элементы обладают уникальными физическими и химическими свойствами, которые делают их ценными в различных отраслях промышленности, включая электронику, магниты и катализаторы. Однако радиоактивные изотопы редкоземельных элементов также обладают эффективными ядерно-физическими свойствами, которые делают их перспективными для разработки новых радиофармпрепаратов терапевтического назначения. Эти радиоактивные изотопы содержат нестабильные атомы с избыточной ядерной энергией, и они подвергаются радиоактивному распаду, который может быть использован в медицинских целях.

Ядерно-физические свойства радиоактивных изотопов редкоземельных элементов делают их пригодными для терапевтических целей в медицине. Например, технеций-99m, радиоактивный изотоп технеция, широко используется в диагностической ядерной медицине благодаря своим выдающимся физико-химическим характеристикам. Другие радиоактивные изотопы редкоземельных элементов, такие как гольмий-166, были созданы для широкого спектра медицинских применений. Эти изотопы могут быть использованы в адресной лучевой терапии для лечения различных заболеваний, включая онкологические. Уникальные свойства этих радиоактивных изотопов позволяют точно нацеливать и доставлять излучение к определенным тканям или клеткам, сводя к минимуму повреждение здоровых тканей.

Потенциал радиоактивных изотопов редкоземельных элементов в терапевтических целях выходит за рамки существующих применений. Текущие исследования и инновации в области радиофармпрепаратов продолжают изучать использование недоиспользуемых радионуклидов лантаноидов в тераностических целях. Например, астат, редкий и высокорадиоактивный элемент, содержит множество изотопов, которые потенциально могут быть использованы в адресной терапии. Разработка новых радиофармпрепаратов с использованием радиоактивных изотопов редкоземельных элементов обещает усовершенствовать методы лечения и улучшить результаты лечения пациентов. При дальнейших исследованиях и достижениях эти изотопы могут сыграть решающую роль в будущем терапевтической медицины.

Данная исследовательская работа позволяет оценить возможность получения таких радиоизотопов, как: 90Y, 141Ce, 147Nd, 153Sm, 165Dy, 166Ho, 169Tm, 175Yb, 177Yb, 177Lu путем реакции (n, γ) на реакторе ВВР-К.

Rare Earth Elements (REE) are a group of seventeen chemical elements in the periodic table, including lanthanides and scandium and yttrium. These elements have unique physical and chemical properties that make them valuable in various industries, including electronics, magnets, and catalysts. However, radioactive isotopes of rare earth elements also possess effective nuclear physical properties that make them promising for the development of new radiopharmaceuticals for therapeutic purposes. These radioactive isotopes have unstable atoms with excess nuclear energy, and they undergo radioactive decay, which can be utilized for medical applications.

The nuclear physical properties of radioactive isotopes of rare earth elements make them suitable for therapeutic purposes in medicine. For example, technetium-99m, a radioactive isotope of technetium, is widely used in diagnostic nuclear medicine due to its outstanding physical-chemical characteristics. Other radioactive isotopes of rare earth elements, such as holmium-166, have been established for a broad spectrum of medical applications. These isotopes can be used in targeted radiation therapy to treat various diseases, including cancer. The unique properties of these radioactive isotopes allow for precise targeting and delivery of radiation to specific tissues or cells, minimizing damage to healthy tissues.

The potential of radioactive isotopes of rare earth elements for therapeutic purposes extends beyond the current applications. Ongoing research and innovations in the field of radiopharmaceuticals continue to explore the use of underutilized lanthanoid radionuclides for theranostic purposes. For example, astatine, a rare and highly radioactive element, exhibits multiple isotopes that can be potentially utilized in targeted therapy. The development of new radiopharmaceuticals using radioactive isotopes of rare earth elements holds promise for advancing medical treatments and improving patient outcomes. With further research and advancements, these isotopes may play a crucial role in the future of therapeutic medicine.

This research work makes it possible to evaluate the possibility of obtaining REE such radioisotopes as: 90Y, 141Ce, 147Nd, 153Sm, 165Dy, 166Ho, 169Tm, 175Yb, 177Yb, 177Lu by reaction (n, γ) at the WWR-K reactor.

редкоземельные изотопыисследовательский реактор ВВР-Кнейтронное облучениеудельная активностьпрямая ядерная реакцияrare-earth isotopesWWR-K research reactorneutron irradiationspecific activitydirect nuclear reactionThis research was funded by the Science Committee of the Ministry of Education and Science of the Republic of Kazakhstan (program No. BR10965174).ReferencesModing E.J., Kastan M.B., Kirsch D.G. Strategies for optimizing the response of cancer and normal tissues to radiation. Nat Rev Drug Discov. – 2013. – Vol. 12(7). – P. 526–542. https://doi.org/10.1038/nrd4003Moding E.J., Kastan M.B., Kirsch D.G. Strategies for optimizing the response of cancer and normal tissues to radiation. Nat Rev Drug Discov. – 2013. – Vol. 12(7). – P. 526–542. https://doi.org/10.1038/nrd4003Qaim S. M. Therapeutic radionuclides and nuclear data // Radiochimica Acta. – 2001. – Vol. 89(4-5). – P. 297–302. https://doi.org/10.1524/ract.2001.89.4-5.297Qaim S. M. Therapeutic radionuclides and nuclear data // Radiochimica Acta. – 2001. – Vol. 89(4-5). – P. 297–302. https://doi.org/10.1524/ract.2001.89.4-5.297Yeong C.H., Cheng M.H., Ng K.H. Therapeutic radionuclides in nuclear medicine: current and future prospects. J Zhejiang Univ Sci B. – 2014. – Vol. 15(10). – P. 845– 863. https://doi.org/10.1631/jzus.B1400131Yeong C.H., Cheng M.H., Ng K.H. Therapeutic radionuclides in nuclear medicine: current and future prospects. J Zhejiang Univ Sci B. – 2014. – Vol. 15(10). – P. 845– 863. https://doi.org/10.1631/jzus.B1400131Nikolova E, Tonev D, Zhelev N, Neychev V. Prospects for Radiopharmaceuticals as Effective and Safe Therapeutics in Oncology and Challenges of Tumor Resistance to Radiotherapy. Dose Response. – 2021. – Vol. 19(1) – P. 19(1). https://doi.org/10.1177/1559325821993665Nikolova E, Tonev D, Zhelev N, Neychev V. Prospects for Radiopharmaceuticals as Effective and Safe Therapeutics in Oncology and Challenges of Tumor Resistance to Radiotherapy. Dose Response. – 2021. – Vol. 19(1) – P. 19(1). https://doi.org/10.1177/1559325821993665Gudkov S.V., Shilyagina N.Y., Vodeneev V.A., Zvyagin A.V. Targeted Radionuclide Therapy of Human Tumors. Int J Mol Sci. – 2015. – Vol. 17(1). – P. 33. https://doi.org/10.3390/ijms17010033Gudkov S.V., Shilyagina N.Y., Vodeneev V.A., Zvyagin A.V. Targeted Radionuclide Therapy of Human Tumors. Int J Mol Sci. – 2015. – Vol. 17(1). – P. 33. https://doi.org/10.3390/ijms17010033Абишев М.Е., Нуршаева Ф.С. Введение Радионуклидная диагностика – один из оценки функционального состояния различных органов и систем организма с помощью диагностики – метод функциональной визуализации, определения испускаемого ими излучения. Казахский НИИ онкологии и радиологии // Вестник. Серия физическая. – 2017. – Том 3(62). – С. 68–72.Abishev M.E., Nurshaeva F.S. Vvedenie Radionuklidnaya diagnostika – odin iz otsenki funktsional'nogo sostoyaniya razlichnykh organov i sistem organizma s pomoshch'yu diagnostiki – metod funktsional'noy vizualizatsii, opredeleniya ispuskaemogo imi izlucheniya. Kazakhskiy NII onkologii i radiologii // Vestnik. Seriya fizicheskaya. – 2017. – Vol. 3(62). – P. 68–72 [In Russ.].https://atom.kaeri.re.kr/nucharthttps://atom.kaeri.re.kr/nucharthttps://periodictable.com/Isotopes/064.158/index.full.prod.htmlhttps://periodictable.com/Isotopes/064.158/index.full. prod.htmlhttps://wwwndc.jaea.go.jp/cgibinhttps://wwwndc.jaea.go.jp/cgibin

The authors declare that there are no conflicts of interest present.