Er bestaan natuurlijke radioactieve isotopen maar de meeste radio-isotopen die in de geneeskunde worden gebruikt, worden kunstmatig geproduceerd. Dat kan met een reactor, een generator of een deeltjesversneller zoals een cyclotron.

De radio-isotopen hebben heel specifieke kenmerken en moeten aan strenge kwaliteitsnormen voldoen. Hun belangrijkste eigenschap is hun zeer korte halveringstijd, waardoor ze zo kort mogelijk actief blijven in het lichaam van de patiënt. De hele keten, van de productie tot het uiteindelijke gebruik van de radio-isotoop, moet dus zeer snel verlopen en voldoen aan de vereisten van nucleaire veiligheid.

Technetium-99m meest gebruikt

De productie wordt meestal gerealiseerd in een hogefluxkernreactor (onderzoeksreactor die verschilt van de reactor in een kerncentrale). Dit type reactor zorgt momenteel voor een betrouwbare bevoorrading van Technetium-99m. Deze gammastraler (radio-isotoop dat gammastralen uitstraalt) wordt het meest gebruikt in medische beeldvorming. Elk jaar worden er meer dan 30 miljoen diagnoses in de hele wereld mee gesteld.

De eerste stap is de productie van de grondstof. Hiervoor wordt hoog verrijkt uranium, gebombardeerd met neutronen, gedurende een week in een onderzoeksreactor bestraald. In België wordt deze productie verzekerd door de BR2 van het SCK•CEN. Het uranium wordt nadien naar een centrum gebracht dat er Molybdeen-99 (Mo 99) uit afleidt. Dit is de basis voor het uiteindelijke radio-isotoop Technetium-99 (Tc 99m). Het IRE is een van de centra die hiervoor instaan.

De productie van radio-isotopen in cyclotron kan slechts op een beperkte categorie van radio-elementen worden toegepast.

Technetium-99m heeft een halveringstijd van 6 uur. Dit wil zeggen dat het elke 6 uur de helft van zijn radioactiviteit verliest. Deze zeer korte halveringstijd is nodig opdat het radio-isotoop zo kort mogelijk actief blijft in het lichaam van de patiënt na het onderzoek. Dit betekent echter ook dat de verschillende stappen, van productie tot gebruik, heel snel moeten plaatsvinden. Daarom wordt Tc 99m slechts aan het einde van het proces uit de Mo 99 gehaald. De Mo 99 heeft een halveringstijd van 66 uur, genoeg tijd dus om het te vervoeren en te bewaren tijdens de verschillende productiestappen.

Voorkeur voor onderzoeksreactoren

Een cyclotron kan ook zeer kleine hoeveelheden erg radioactieve radio-isotopen produceren en/of radio-isotopen met een zeer korte halveringstijd. Ze moeten dan meestal in de directe omgeving van de productie-omgeving gebruikt worden. Technetium-99m kan onmiddellijk in een cyclotron worden geproduceerd, maar de reactie is er veel minder efficiënt dan in een reactor.

Er zijn in de wereld 5 onderzoeksreactoren die Molybdeen-99 produceren. De BR2-reactor van het SCK•CEN in Mol is er één van. Er zijn 4 centra, waaronder IRE in Fleurus, die instaan voor de scheiding van de isotopen van de andere bestraalde producten.