DÉPARTEMENT DE GÉNIE PHYSIQUE ÉCOLE POLYTECHNIQUE MONTRÉAL

1. Réacteurs nucléaires et production durable de radioisotopesmédicauxCornelia ChilianDirectrice, Laboratoired’analyse par activation neutronique SLOWPOKE DÉPARTEMENT DE GÉNIE PHYSIQUE ÉCOLE POLYTECHNIQUE MONTRÉAL

2. Radioisotopes médicaux • Radiothérapie60Co • Diagnostic 99mTc • 10 000 hôpitaux dans le monde utilisent des radioisotopes • 40 000 000 de procédures de radiodiagnostic par année Cornelia Chilian, 24 mai 2012

3. 99mTc – importance et utilisation • 30 000 000 patients par année • imagerie de la thyroïde, problèmes de cœur, embolie pulmonaire, cancers des os, fonctionnement des reins après un transplant, fonctionnement du cerveau • 15% d’augmentation de la demande mondiale de 99mTc dans les prochaines 10 années à cause du vieillissement de la population Cornelia Chilian, 24 mai 2012

4. 99mTc – importance et utilisation 99Mo 99mTc (demi-vie 66 h) (demi-vie 6 h, énergie du rayon gamma 140 keV) • demi-vie de résidence dans l’organisme de 6 h • faible dose de radiation au patient, entre 1 mSv et 55 mSv pour des activités injectées de 20 MBq à 1100 MBq • images claires par la détection des rayons gamma suffisamment énergétiques pour survivre l’atténuation • faible coût, rentable Cornelia Chilian, 24 mai 2012

5. 99Mo (99mTc) par réacteurnucléaire • livraison de l’235U hautement enrichi à 93% (UHE) • production des cibles d’UHE avec gaine d’aluminium • irradiation des cibles dans un réacteur nucléaire • 6% des fissions de l’235U produisent 99Mo • perçage des cibles afin de récupérer 133Xe et 131I • dissolution des cibles avec acide nitrique, HNO3 • séparation radiochimique du 99Mo de tous les autres produits de fission • livraison du 99Mo en vrac vers les producteurs des générateurs • production de générateurs de 99mTc, (0,2 -100 GBq99Mo) • livraison des générateurs (99Mo 6 dayscalibrated) aux hôpitaux • élution du 99mTc, afin de préparer la dose de diagnostic Cornelia Chilian, 24 mai 2012

6. 99Mo (99mTc) – production et distribution Producteurs de générateurs • COVIDIEN (ÉU) • COVIDIEN (Pays-Bas) • LANTHEUS (ÉU) • IBA CIS BIO (France) • GE Healthcare (GB) Réacteurs nucléaires • NRU (Canada) • HFR (Pays-Bas) • BR2 (Belgique) • SAFARI (Afrique du Sud) • OSIRIS (France) Raffineries de 99Mo • MDS NORDION (Canada) • COVIDIEN (Pays-Bas) • IRE (Belgique) • NTP (Afrique du Sud) Cornelia Chilian, 24 mai 2012

7. 99Mo (99mTc) – production et distribution Producteurs de générateurs • 12 h production et transport de générateurs Réacteurs nucléaires • 150 h irradiation • 10 h sortir les cibles • 4 h chargement • 4 h transport vers raffinerie Raffineries de 99Mo • 12 h extraction du 99Mo en vrac • 12 h transport vers les producteurs 7 jours 800 Ci 99Mo 1 jours 500 Ci 99Mo 0,5 jours 120 Ci 99Mo Cornelia Chilian, 24 mai 2012

8. 99Mo (99mTc) – production et distribution 500 000 000 $ ventes en Amérique du Nord par année • Un scan avec 99mTc coûte 200$ • Un générateur de 99mTc coûte 20$ • Le réacteur reçoit 2$ pour la production de 99Mo • Tous les réacteurs sont subventionnés par le gouvernement Cornelia Chilian, 24 mai 2012

9. Réacteursnucléairesproducteurs de 99Mo • 90% de toute la production mondiale de 99Mo est produite par 5 vieux réacteurs • Production de 99Mo basée sur des cibles en UHE – problématique pour la non-prolifération nucléaire Cornelia Chilian, 24 mai 2012

10. Réacteursnucléairesproducteurs de 99Mo Cornelia Chilian, 24 mai 2012

11. Réacteursnucléairesproducteurs de 99Mo Cornelia Chilian, 24 mai 2012

12. Réacteur SLOWPOKE, ÉcolePolytechnique Production de 99Mo avec le réacteur SLOWPOKE • insignifiante • infrastructure et gestion trop couteuse pour justifier l’investissement flux de neutrons volume puissance (moyenne 24h/5j) libre thermique SLOWPOKE 1 x 1011n/cm2/s 0,3 L 20 kW NRU 1 x 1014n/cm2/s 100 L 135 MW Cornelia Chilian, 24 mai 2012

13. Crise des isotopes de 2007 - 2008 • 18 novembre 2007 - la Commission Canadienne de Sûreté Nucléaire (CCSN) décide de fermer le réacteur NRU pour des raisons de sûreté nucléaire. Énergie Atomique Limitée Canada (ÉACL), en violation du permis d’exploitation de NRU, a failli d’installer des démarreurs résistants aux tremblements de terre sur les moteurs des deux pompes du système de refroidissement du réacteur NRU. 450 000 patients en Amérique du Nord sont affectés Cornelia Chilian, 24 mai 2012

14. Crise des isotopes de 2007 - 2008 • 12 décembre 2007 - le parlement canadien approuve une loi d’urgence et la production redémarre le 16 décembre 2007 • 20 et 23 décembre 2007 - deux tremblements de terre de magnitude de 3,6 et 3,0 sur l’échelle Mercalli dans la région de Chalk River • 15 janvier 2008 – le gouvernement fédéral conservateur congédie Linda Keen la présidente de la CCSN Crise de radioisotopes résolue avec le prix de: • la séparation des pouvoirs, politique et judiciaire, dans un état démocratique • la réduction des standards de sûreté des réacteurs nucléaires Cornelia Chilian, 24 mai 2012

15. Crise des isotopes de 2009 - 2010 • mi-mai 2009 – NRU est mis à l’arrêt en raison d’une fuite d’eau importante ayant entraîné le rejet de tritium à travers le système de ventilation • au moment de l’arrêt, NRU produisait près de 40% de l'approvisionnement mondial en isotopes médicaux • 2009 – HFR de Pays-Bas mis à l’arrêt 6 mois pour des raisons de sûreté • 2010 – HFR de Pays-Bas mis encore une fois à l’arrêt pour 6 mois à cause d’une fuite dans le système primaire de refroidissement • 2010 – la crise médicale nord-américaine est devenue politique lorsque la ministre des Ressources naturelles, Lisa Raitt, a qualifié cet enjeu de «sexy» • 17 août 2010 – NRU remis en service après 15 mois, la production des radioisotopesreprend Cornelia Chilian, 24 mai 2012

16. Échec des réacteurs Maple, ÉACL Chalk River • arrêt définitif du NRU prévu pour 2005 • permis d’exploitation de la CCSN du NRU expiré en octobre 2011 • Maple 1, Maple 2, puissance thermique de 13MW • chacun peut produire 100% des besoins mondiaux de 99Mo • prêts en 2000 • coût initial 140M$ • 2005 – le coût monte à 330M$ • réacteur difficile à contrôler, coefficient de température positif • 2008 – projet Maple abandonné Cornelia Chilian, 24 mai 2012

17. Production durable de radioisotopes médicaux par réacteur nucléaire? OuiMauvaise gestion de la production mondiale de radioisotopes? Peut-être Cornelia Chilian, 24 mai 2012

18. Production durable de radioisotopesmédicaux par réacteur nucléaire • Techniques d’imagerie médicale robustes et efficaces • Production en grand volume, rentable • Bon contrôle du transport des cibles • Bonne gestion des déchets radioactifs • Production avec des cibles en 235U faiblement enrichies sans problèmes de prolifération nucléaire • Meilleure solution au besoin croissant des scans pour une population vieillissante (Europe ou Amérique de Nord) ou en plein développement (Asie) Cornelia Chilian, 24 mai 2012

19. Production soutenable de radioisotopes médicaux par réacteur nucléaire? Oui Cornelia Chilian, 24 mai 2012