Мы привыкли считать Большой адронный коллайдер инструментом фундаментальной науки. Но некоторые эксперименты на нем имеют сугубо практическое значение. Яркий пример — работа ученых из коллаборации ISOLDE. Их исследование свойств редкого изотопа астат‑211 открывает новые возможности для ядерной медицины.
«Астат‑211 был получен бомбардировкой мишени тория пучком протонов с энергией 1,4 ГэВ, — рассказал «Лаб. СР» руководитель проекта Дэвид Леймбах. — Затем мы соединяли образовавшиеся атомы с электронами, получали отрицательно заряженные ионы астата и пропускали их через луч лазера. Понаблюдав за тем, сколько атомов переходило в нейтральное состояние и как менялись свойства лазерного луча, мы точно вычислили сродство к электрону астата‑211».
Сродство к электрону — важнейшее свойство всех атомов. Определяет, насколько активно они взаимодействуют с другими веществами. Для астата‑211 сродство к электрону очень близко к теоретически предсказанному значению — 2,41 эВ.
«Мы узнали много нового о химических свойствах астата‑211, это позволит обосновать возможность его использования, например, в радиотерапии, — пояснил Дэвид Леймбах. — Кроме того, наш метод экспериментальных исследований астата‑211 теперь можно применить для измерения сродства к электрону более тяжелых и в конечном итоге сверхтяжелых элементов».
Медики давно присматриваются к астату‑211 как к перспективному противораковому оружию. Расчеты показывают, что по сравнению с традиционно используемым йодом‑131 астат‑211 обладает более высокой эффективностью в терапии и позволяет существенно снизить радиационную нагрузку на пациента и медицинский персонал. Йод‑131 — источник бетаи гамма-излучения с высокой проникающей способностью, до нескольких сантиметров в биологических тканях. Разрушая раковые клетки, препараты на основе радиоактивного йода облучают и здоровые. Астат‑211 — альфа-излучатель, пробег в биологических тканях 50–70 мк, что сравнимо с несколькими клеточными диаметрами. Если доставить радиофармпрепарат непосредственно к пораженному органу, разрушаться будут только раковые клетки. Кроме того, медицинский персонал будет в меньшей степени подвергаться радиационному облучению. Еще одна замечательная особенность астата‑211 — короткий период полураспада, 7 часов 15 минут (у йода‑131 — восемь дней). Это тоже снижает радиационную нагрузку на персонал и пациента.
ISOLDE (Isotope Separator On-Line Detector) — разделитель изотопов, который расположен на синхротроне, ускоряющем протоны для их инжекции в Большой адронный коллайдер. Одноименная коллаборация с его помощью исследует свойства атомных ядер.