钼-99是一种重要的放射性同位素，用于诊断和检测心血管疾病和癌症等多种疾病。 每年数百万患者从核医学成像技术中受益。 但是，目前全球钼-99的供应仅仅依靠少数几个已运行多年的研究型核反应堆，所以供应源的可靠性引发业内关注和担忧。 为了确保钼-99安全稳定的长期供应，一些新项目正在进行中。

SPECT扫描仪检测衰变的锝-99m发射出的伽马射线 ©SiemensHealthineers

      钼-99原子核含有42个质子，57个中子。它不稳定，半衰期为66小时，衰变为亚稳态锝-99m同位素。这意味着在这段时间里，一半的钼-99原子将衰变成锝-99m。锝-99m的半衰期是6个小时，发射出类似于高能 χ 射线的 γ 射线，通过标准的医学 “γ 照相机” 成像。这对于许多医学诊断步骤而言非常重要。由于其半衰期短，成像剂即生即灭，不能储存。所以，“准时化” 是同位素脆弱供应链的生存模式。从反应堆生产出来到医院使用的整个过程中，任何的飞机延误或交通拥堵都可能威胁其寿命，使moly-99和锝-99m失效并危及等待诊断的病人。

锝-99m在现代医学中的重要性

       锝与集中在人体各个部位包括骨骼，心脏，大脑和肾脏的药理学试剂结合，γ 照相机收集锝的γ辐射，这种技术类似于X射线CAT(计算机轴向断层扫描)。与CAT扫描相比，用这种方法给脏器拍片有两大优点：患者接收的辐射剂量大大减少，影像显示的细节更多，因为信号直接来自脏器本身。锝-99m用于30多种不同的医学诊断，每年在全球医疗诊断的使用次数超过3000多万次，已经成为迄今为止最重要的医用放射性同位素。

彩色伽玛扫描成像，锝-99m示踪剂显示出转移性甲状腺癌 

©GJLP / SCIENCE PHOTO LIBRARY

供应问题

       钼-99供应链需要加强。西方国家所用的钼-99几乎全部出自七座核研究反应堆，它们分布在荷兰、波兰、比利时、捷克、南非、加拿大和澳大利亚。还有几座产量很少，只供给当地使用，俄罗斯有四座主要满足国内消费。到目前为止，除一个反应堆外，其它全部是从高浓缩铀（HEU）生产钼-99。高浓缩铀是制造简单核武器的一种原料，出于安全考虑，国际社会一直试图禁止在反应堆使用高浓缩铀。

       更让人们担心的是，这些反应堆中有5座已经运行50多年，由于维修量增大和意外停机增多，很容易造成减产。2009-2010年间，两座反应堆的计划外停产造成钼-99严重短缺。全球钼-99市场需求的20%及美国需求的40%，依靠加拿大Chalk River反应堆的产量来满足，因运行许可证到期，于2016年关停。获得延长许可后，于2018年3月重新投产，有效期至2028年3月。目前的钼-99和锝-99m供应相对稳定，但是，供应链能否长期持续仍是一个问题。


解决问题的途径

       2013年奥巴马总统签署法案，提供联邦拨款鼓励美国公司开发替代技术，生产关键的钼-99。SHINE医疗技术公司推出全新技术，采用粒子加速器从低浓度浓缩铀靶生产钼-99。2016年，该项目获得核管理委员会（NRC）的批准，这是自1985年以来首个获批项目。公司预计这套设备每周可以生产5万剂量的钼-99。联邦拨款2500万美元，项目总预算1亿美元，该公司难以筹措剩余资金，所以，该项目的启动日期被推迟到2020年，部分专家认为可能还会推迟。

       SHINE附近的北极星医用放射性同位素公司，正在开发两个钼-99生产工艺，项目获得5000万美元的联邦拨款。其一是中子俘获技术，即在现有的研究堆中照射钼靶，得到从Mo-98同位素产生的钼-99，Mo-98在天然存在的钼中占24%。公司对这项技术充满信心，美国食品药品管理局已经批准用该方法从被辐照材料中提取钼-99。

       北极星的第二个项目是利用电子加速器从钼-100同位素靶产生钼-99，但是这个项目尚未获得NRC的初步批准。加拿大非赢利组织 PIPE （Prairie 同位素生产机构）也在开发类似的方法。相对于采用铀靶的技术，该方法的优势是不产生核废物。

       另外两个加拿大机构--由加拿大粒子加速器中心TRIUMF牵头的CycloMed99和高级回旋加速器系统公司（一家回旋加速器生产商，以前生产其它医用同位素），正在开发另一项技术，利用医院回旋加速器产生的质子束，直接从富含钼-100的钼靶产生锝-99m。两家公司目前都还没有进入商业性研发阶段，但因为他们的技术围绕现有设备设计的，所以，研发道路上的障碍可能会少一些。与电子加速器方法一样，这项技术也不产生核废物。

       除此之外，BWX 技术公司最近宣布利用中子俘获生产钼-99，他们俘获中子的方法正在申请专利。该公司的前身Babcook-Wilcox公司，有多年建造商用和舰艇核反应堆的经验，不过，他们没有更多地透露钼-99的生产工艺。他们已经收购了加拿大公司Nordion，后者拥有从moly-99中提取锝-99m的工艺技术，因此，他们是不容小觑的竞争者。

生产Mo-99和提取锝-99m（TC- 99m）的传统工艺和新技术

 来源：NEA / OECD

前途未卜

       鉴于钼-99对于现代医学的重要性，为了解决供应难题，许多想法和计划正在酝酿之中。虽然没有一个项目能保证快速奏效，但是，研究出新方法、开发出新供应能力的可能性在增大。目前，世界仍然依赖分散在全球的七个核反应堆，钼-99的最终解决方案尚需时日。