Cómo transmutar elementos con luz láser

Una técnica para disparar reacciones nucleares con fotones podría revolucionar la producción de radioisótopos médicos, dicen los físicos.

Cada año, doctores de todo el mundo llevan a cabo decenas de millones de procedimientos que implican medicina nuclear. El radioisótopo médico más común es el tecnecio-99, usado en unos 30 millones de procedimientos al año; esto es el 80 por ciento del total.

Tomografía por emisión de positrones (PET)


El tecnecio-99 es de vida corta, con una vida media de apenas 6 horas. Por tanto los hospitales lo obtienen del decaimiento del molibdeno-99, de vida más larga. Éste, a su vez, debe crearse bombardeando el uranio-235 con neutrones y separando el molibdeno-99 de los numerosos productos de fisión.

Éste es un procedimiento difícil y peligroso que es posible sólo en un puñado de instalaciones nucleares del mundo. Esto hace que el suministro de estos medicamentos esenciales sea extremadamente caro y frágil.

Tanto es así, que cuando el reactor nuclear del Río Chalk en Ontario, Canadá, se apagó para unas reparaciones de emergencia en 2009, resultó que estaba produciendo una gran parte del suministro de tecnecio-99 de todo el mundo. El resultado fue una escasez global que duró meses. Claramente, se necesitaban nuevos proveedores.

Hoy, Hiroyasu Ejiri de la Universidad de Osaka y S. Daté del Instituto de Investigación de Radiación Sincrotrón de Japón, dicen que hay una forma totalmente nueva de hacer medicina nuclear.

La idea es estimular las reacciones nucleares usando potentes haces láser. En una frecuencia específica, estos haces provocan que un núcleo resuene violentamente, disparando una reacción nuclear y, separándolo de forma efectiva. Y dado que casi todos los fotones disparan una reacción, este proceso puede ser eficiente casi al 100 por cien.

Así, por ejemplo, Ejiri y Daté dicen que este método transmuta el yodo-127 en el isótopo médico yodo-126 con una abundancia del 100 por cien. Y puede hacerlo a un ritmo de 1013 núcleos por segundo.

Esto tiene grandes ventajas sobre las técnicas actuales. Primero, es posible ajustar la frecuencia de la luz de forma que dispare reacciones específicas, permitiendo a los físicos elegir exactamente qué desean hacer. Segundo, las muestras resultantes son relativamente puras. Y, por último, esta técnica crea pocos, si es que algunos, de los desagradables subproductos radiactivos, por lo que es más respetuosa con el medio.

Hay un par de inconvenientes, por supuesto: Crear el tipo adecuado de luz láser es complejo. Sólo puede hacerse haciendo rebotar los fotones en un haz de electrones de alta energía que circula dentro de un acelerador de partículas. Y la intensidad requerida de tal haz de electrones sería sólo posible con una instalación cara, hecha a medida, aún por construir.

Y aunque las reacciones fotonucleares son buenas para hacer todo tipo de isótopos médicos – por ejemplo los trazadores PET tales como el carbono-11, nitrógeno-13, oxígeno-15 etc. – no son tan buenos para fabricar el tecnecio-99, de lejos el radioisótopo más importante. En este caso, la abundancia es de menos del 10 por ciento.

No obstante, Ejiri y Daté defienden que su método “proporciona exclusivamente varios tipos de isótopos específicos/deseados con el gran índice de producción y alta densidad para la ciencia básica y aplicada”.

Y siendo el suministro de radioisótopos médicos tan frágil, parece probable que ideas como esta tengan cada vez más consideración en los próximos años.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1102.4451: Coherent Photonuclear Reactions For Isotope Transmutation

Fecha Original: 24 de febrero de 2011
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Comments (15)

  1. jurl

    Si esto funcionara como debiera de funcionar, ya lo estaban construyendo. Claro, lo que omite el artículo son los costes supongo que sobre todo respecto a los procedimientos (y privilegios de mercado) actuales. De hecho, las instalaciones de Chalk River (corporación estatal más o menos privatizada y lo que se privatizará todavía) tienen el siguiente propósito:
    * Managing the Canadian nuclear platform responsibly and cost effectively.
    * Leveraging the technology base to deliver nuclear products and services to market.
    Si bien sobre el primer punto casi no lo tocamos, por si acaso, yo preferiría que el segundo fuese “a disposición de la ciencia, médica en particular, y la salud humanas”. Lógicamente con las premisas actuales los japoneses tendrán que esperar para ver funcionar su invento… bastante.

    • Gerardo

      No entiendo, Chalk River esta produciendo el 80% del tecnecio que consume el mundo (segun el mismo articulo), no lo estan haciendo tal mal….

      Si fueran los malos de la pelicula, deberia existir otro lugar menos capitalista que lo produzca, por ejemplo Rusia, China, Norcorea, Iran, Argentina, Brasil, etc, que tienen capacidad nuclear y no producen tecnecio para sus pueblos, de manera constante, segura y economica.

      Si la idea del laser es buena, seguro van a aparecer gobiernos no capitalistas y muy responsables que van a implementar esta nueva tecnologia sin pensar en los beneficios economicos privados

      • jurl

        ¿Conoces la historia de la nevera de Einstein (y Szilard) y lo que pasó -creo que aun no venció- con su patente? ;)

        Los monopolios, para funcionar, necesitan que no haya competencia. A veces se disfrazan de oligopolios (cfr. petroleras, farmacéuticas), pero a veces ni falta hace. Ya hay organismos internacionales para crucificar al que se pase de la raya.

        • Gerardo

          Insisto, la razon de que existan oligopolios o monopolios son gobiernos o pueblos que lo permiten. Si se pueden derrocar 3 dictaduras arabes en un mes, seguro que se pueden derrocar las dictaduras economicas (¿oligopolios?) en un tiempo similar.

          Creo que para derrocar una dictadura economica faltan gobiernos que estimulen y apoyen la competencia, en los casos donde la competencia privada es posible, y no dejar a las grandes corporaciones la resposabilidad total en areas importantes.

          Las farmaceuticas tiene monopolios por que son casi los unicos que hacen las investigaciones importantes en medicina, por ejemplo, la vacuna del dengue está siendo elaborada en colaboracion con la farmacéutica francesa Sanofi-Aventis. Si ellos deciden cobrar por la vacuna, ¿no deberia permitirse al menos cubrir los costos de investigacion?, ¿Cual gobierno se hecha encima la responsabilidad de hacer una investigacion como esta que tardan 15 años en dar resultados?. Y LA PREGUNTA MÁS IMPORTANTE ¿que es peor un oligopolio que hace vacunas, o un gobierno que no las hace?

          Insisto, cuando hayan gobiernos que investiguen, fabriquen y distribuyan medicinas, vacunas, etc, te aseguro que se acaban los oligopolios. Gobiernos decididos como el de Venezuela deberia embarcarse en una cruzada como esta para erradicar los oligopolios, MIENTRAS PREFIERO UN OLIGOPOLIO QUE PRODUCE RESULTADOS QUE UN GOBIERNO QUE NO PRODUCE NINGUN RESULTADO EN NINGUNA AREA.

          • Gerardo

            PD: busque lo de la nevera de Szilard y por lo que leo les fue muy bien, vendieron las patentes y ganaron dinero?

            corrijeme si me equivoco ¿pero lo que estuvo mal fue que ganaran dinero?

            • jurl

              Gracias por mostrarme tan descaradamente sus sesgos xD.

              Sí, estuvo mal que ganaran dinero, pero no me refería a eso (además, la patente fue una “mejora” de otra idea ya patentada, Einstein estaba echándola una mano a su amigo Szilard), la patente -hablo de memoria- fue comprada por AEG (empresa que ya no existe), y luego poco antes de la II GM, creo, vendida a Electrolux, que la guardo en un cajón, porque la quería exactamente para eso. De hecho, durante años se intentó incluso a título experimental por universidades recrear el dispositivo y no se autorizó. Ahora que está próximo a vencer todo el concepto, sí lo permiten, pero gracias a esta gente que tanto nos quiere y tanto investiga por nosotros (supongo que queda claro a qué me refiero) hemos disfrutado todos estos años (imagino que se detectará la ironía) del fabuloso concepto de nevera sin motores de piezas móviles (vulgo compresores), más silenciosas y termodinámicamente más eficientes. Gracias a este sistema tan cojonudo que tenemos que, según apuntas, se debe a la gente que es tonta (esto es inferencia mía) y no sabe lo que le conviene.

              Ya que hablamos de neveras, cuando el expolio de la RDA (DDR) por parte de sus “liberadores” de la RFA (BRD), y su inmensa generosidad al cambiarles papelitos de esos que tanto embaucan a la gente que le llaman “dinero” en “paridad”, entre otras cosas, pasó lo siguiente: que la primera empresa del mundo que comenzó a fabricar neveras que no usaban gases CFC (aquellos famosos que se cargaban la capa de ozono) fue, precisamente, mirusté que dice un tarugo de este país, la empresa neverera heladera oficial de la RDA. Naturalmente, todos los cojonudos democráticos fabricantes de neveras de la RFA le montaron una campaña de cagarse la perra poco menos que diciendo que el que comprase una nevera ex- o ni ex-comunista la iba a palmar de malas que eran, y naturalmente hundieron la empresa, corolario: qué mal funcionaban las empresas comunistas de la RDA (que ni entro ni salgo, pero en este caso concreto, qué vamos a decir).

              Lo del expolio se lo digo porque, dado que la RDA era un régimen comunista, teóricamente todo era de propiedad estatal, algo así como si cada ciudadano tuviese acciones en todas y cada una de las empresas (que eran virtualmente todas), con lo que, ahí no había nada que privatizar, sino meramente cambiar de dueño, es decir, los compradores deberían haber pagado a los ciudadanos, lo que hicieron fue decir que todo era una mierda, no valía para nada, y regalarles 1 cojonudo DM por cada Mierda Markt de la DDR. Y aun quedaron de generosos. Y sobre esto, hilos, foros, blogs y hasta wikis, que la corrupción sigue saliendo, y a paladas, cada día.

              Que me digan que las farmacéuticas investigan ya me da la risa, y a cualquiera que tenga una “beca” “pagada” (subvencionada por algún estado en mayor o menor medida, o la totalidad) sabe perfectamente qué tipo de investigación es esa: si descubres algo, tu alma es mía, tu sangre me pertenece, y estás despedido.

              Aparte, no investigan una puta mierda. Investigación científica y empresa farmecéutica es un oxímoron. O, mejor dicho, investigan cómo robar y saquear más a gusto.

              De hecho, los que investigan son los gobiernos, las agencias estatales, las universidades y demás centros públicos. Cómo después esas patontas acaban en manos de la industria es ya otra historia, que no creo que sea para este foro.

              Dicho todo lo cual, si el problema es el gobierno de Venezuela no acabo tampoco de entender por qué para criticar a un gobierno hace falta dotar a la crítica de todo un aparato ideológico de semejante envergadura cuando basta decir “lo están haciendo como el culo”, pero supongo que alguna razón habrá aunque me temo que no la pillo :(

              Y me temo que nos hemos ido por los cerros de Úbeda :D

              River Chalk se cae a trozos. Cuando convenga a quien tiene que convenir, ya pondrán alguna instalación de mucho cuidado en China, quien sabe, igual con estos japoneses trabajando en ella…

              • Gerardo

                Bueno, una vez más no llegamos a un punto medio, tambien tu tienes ideales fuertemente sesgados, me imagino (siendo equilibrado y cediendo un poco), que la verdad esta en el medio.

                Espero que alguien con un poco de paciencia (para leer comentarios tan largos) pueda dar una idea más objetiva y menos sesgada. Saludos

                • jurl

                  Obviamente, soy subjetivo, aunque pienso (naturalmente puedo estar equivocado, faltaría más) que no son ideales, ni ideologías, las opiniones que sustento, sino observaciones empíricas que interpreto de la forma más objetiva que me es posible (seguramente, no demasiado, menos que tú si quieres). Imagino que tú también suscribirás lo mismo xD, así que tendría que ser el método el que diese la última palabra, pero en temas de sociología su aplicación es muy complicada, y en economía, directamente imposible…

                  Pero vamos, si de lo que se trata es de poner a parir a un gobierno, no entiendo tampoco por qué hay que justificarlo en bases ideológicas. La incompetencia suele ser independiente del método (es más, quien es incompetente suele serlo en cualquier circunstancia y condición por sus sesgos particulares, que son los que le determinan su incompetencia, hablamos de política, naturalmente, incluyendo política de investigación y política de inversión, y política-política). Yo no he criticado el trabajo de River Chalk, porque no es incompetente, he criticado el cuadro macroeconómico en el que se inscribe, que es asimismo relativamente independiente de la operativa profesional del centro. A mi juicio, naturalmente.

  2. Información Bitacoras.com…

    Valora en Bitacoras.com: Una técnica para disparar reacciones nucleares con fotones podría revolucionar la producción de radioisótopos médicos, dicen los físicos. Cada año, doctores de todo el mundo llevan a cabo decenas de millones de procedi……

  3. reneco

    Me temo mucho que hacen falta mas ingenieros (investigación mas desarrollo), no como los ingenieros de escritorio de escritorio que vomitan las universidades todos los años (ingenieros comerciales)

  4. Gerardo

    ADMINISTRADORES: cienciakanija me genera los siguientes errores en todos los articulos:

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    Será algo en mi firefox o es error de la pagina?

    Saludos

  5. Me pasa lo mismo que a Gerardo y yo utilizo Explorer

  6. Gracias Manuel.
    Un abrazo

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