Таллий-201 создают искусственно в лабораториях и на производствах, связанных с радионуклидами. Я подобрал основные способы, как это делают.
Из таллия-205. Мишень из обогащённого таллия-205 облучают протонами с энергией примерно 30–50 МэВ. Идёт реакция: ²⁰⁵Tl(p,5n)²⁰¹Pb → ²⁰¹Tl. То есть сначала образуется свинец-201, который затем распадается с образованием таллия-201.
Из таллия-203. Здесь тоже используют протоны, но энергия чуть ниже — около 25–30 МэВ. Реакция: ²⁰³Tl(p,3n)²⁰¹Pb → ²⁰¹Tl. Снова промежуточный свинец-201, который потом даёт таллий-201.
Из свинцовых мишеней. Иногда берут мишень из свинца и облучают протонами с более высокой энергией (до 100 МэВ). В этом случае тоже через промежуточный радионуклид получается таллий-201.
Косвенный (генераторный) способ. Иногда используют другие цепочки, где таллий-201 генерируется из другого материнского радионуклида.
Что важно в технологии
После облучения мишени начинается самая сложная часть — выделение и очистка. Нужно отделить наработанный таллий-201 от примесей (например, других изотопов таллия или свинца). Для этого применяют целый комплекс радиохимических операций:
растворение мишени (иногда вместе с оболочкой) в азотной или серной кислоте;
отделение промежуточного радионуклида (того самого свинца-201) — например, адсорбцией на ионообменных смолах, осаждением или экстракцией;
выдержка выделенного продукта, чтобы накопился дочерний таллий-201 и распались нежелательные примеси (вроде таллия-200);
финальное отделение таллия-201 от свинца методами хроматографии или экстракции.
Иногда на этапе работы с раствором таллий переводят в трёхвалентное состояние (например, добавляя бромноватокислый калий), а затем реэкстрагируют сернистой кислотой, одновременно восстанавливая до одновалентного состояния. После этого раствор упаривают и растворяют в физиологическом растворе (0,9% NaCl), получая в итоге препарат «Таллия хлорид, ²⁰¹Tl».
Важное практическое замечание: независимо от выбранного пути, весь цикл — от облучения до получения готового препарата — обычно занимает около двух суток.