RADIOAKTIVITAS JENIS DAN KEMURNIAN RADIONUKLIDA LUTESIUM-177 DIPRODUKSI MENGGUNAKAN REAKTOR G.A. SIWABESSV

RADIOAKTIVITAS
LUTESIUM-177

JENIS DAN KEMURNIAN

RADIONUKLIDA

DIPRODUKSI MENGGUNAKAN

REAKTOR G.A.

SIWABESSV
Rohadi, A.1
'Pusat

Teknologi

Key words:
Lutesium~l77,
lutesiumc177m,
radioaktivltas jenis,

kemurnlan';;\t
radionuklid1i'j,

Radioisotop

dan Radiofarmaka

-

BATANSerpong

\Abstrak
RADIOAKTIVITAS

JENIS

DAN

KEMURNIAN


RADIONUKUDA

LUTESIUM-177

DIPRODUKSI

MENGGUNAKAN
REAKTOR G.A. SIWABESSY. Lutesiurn-177
banyak dirnanfaatkan
dalam
pengembangan radiofarmaka yang didasarkan pada karakteristik radionuklida tersebut. Pada proses
pembuatan Lu-I77, radioaktivitas jenis dan kemurnian radinuklida yang diperoleh dipengaruhi oleh
kelimpahan
Lu-176, fluks netron dan lama iradiasi. Pada studi ini dilakukan perhitungan
radioaktivitas Lu-l77 dan radionuklida pengotor Lu-l77m dari pada kondisi iradiasi di Reaktor G.A.
Siwabessy. Pada perhitungan ini, iradiasi dilakukan di pneumatic rabbit system (PRS) dengan fluks
netron 5xlO13 n.s·1.cm·2 dan di central irradiation position (CIP) dengan fluks netron 1,3x1014 n.s'lcm'
2. Hasil perhitungan
menunjukkan bahwa iradiasi di PRS tidak dapat mencapai nilai radioaktivitas
jenis minimum yang diharapkan yaitu sebesar 20,0 GBq/mg jika menggunakan lutesium alam. Jika

menggunakan target diperkaya 90%, radioaktivitas jenis minimum terse but dapat dicapai dengan
iradiasi selama 15 jam. Untuk iradiasi di CIP, radioaktivitas jenis minimum tersebut dapat dicapai
dengan iradiasi selama 3 jam dengan menggunakan target diperkaya 90% dan selama 17 hari jika
menggunakan lutesium alam. Kandungan radionuklida pengotor Lu-l77m kurang dari 0,1% sampai
dengan iradiasi selama 12 hari pada saat akhir iradiasi. Kandungan Lu-177m meningkat dengan
cepat setelah iradiasi dihentikan dan mencapai 0,1% setelah peluruhan selama 24 hari.
SPECIFIC RADIOACTIVITY AND RADIONUCLIDE PURITY OF LUTETlUM-177 PRODUCED USING G.A.
SIWABESSY REACTOR. Lutetium-l77
is widely used in the development
of therapeutic
radiopharmaceutical.
It is based on the characteristics of the radionuclide. In the Lu-l77 production,
the specific radioactivity and radionuclide purity is affected by the abundance of Lu-176 in target
material, neutron flux and length of irradiation time. In this study, calculations of Lu-l77 specific
radioactivity and Lu-l77m radionuclide impurities were carried out. In this calculation, neutron flux
of 5xl013 n.s·1cm·2 in PRS and and 1,3xI014 n.s·1cm-2 in ClP were used. Calculation results showed
that the irradiation

of natural lutetium


than of the minimum

in the PRS resulted in Lu-l77 with specific radioactivity

specific radioactivity

of 20.0 GBq/mg. The minimum

radioactivity

less

can be

obtained by using enriched lutetium (enrichment 90%) for 15 hours of irradiation. Irradiation in ClP
resulted in Lu-177 with specific radioactivity higher than 20.0 GBq/mg by 3 hours of irradiation using
enriched target and 17 days of irradiation

using natural lutetium.


Radionuclide impurity

of Lu-l77m

was less than 0.1% for 12 days of irradiation. However, the percentage of Lu-l77m increased rapidly
after irradiation and reached 0,1% after 24 days of decay.

I

14

PENDAHULUAN

Lutesium-l77

dapat

diproduksi

menggunakan Reaktor G.A. 5iwabessy melalui

Lutesium-l77

(Lu-l77)

merupakan

reaksi inti penangkapan netron oleh Lu-176,

radionuklida dengan waktu paro 6,65 hari dan

baik di posisi CIP, IP dan PR5 karena proses

merupakan

produksi

pemancar

radiasi


gamma.

Radiasi

beta

yang

memiliki

energi berturut-turut

beta

dan

dipancarkan

Lu-l77


dilakukan

dengan

menggunakan target padat lutesium oksida

sebesar 498

(LUZ03)' Ada beberapa

faktor

yang perlu

keV (86,5%), 176 keV (12,2%) dan 385 keV

diperhatikan dalam pembuatan Lu-l77, yaitu

(9,1%).


jenis

5edangkan

radiasi

gamma

yang

dipancarkan memiliki energi 208 keV dan 113

sasaran berupa lutesium

alam atau

keV dengan intensitas 11,0% dan 6,4%%[1,2].

diperkaya, posisi iradiasi yang menentukan
nilai fluks netron serta lama iradiasi.


Lutesium-l77

untuk

Pemilihan jenis sasaran perlu dilakukan terkait

dengan

dengan radioaktivitas jenis yang diperlukan.

beberapa

telah

dikembangkan

radiofarmaka

terapi


memanfaatkan radiasi beta yang dipancarkan.

Jika

Radiasi gamma yang dipancarkan dapat pula

dicapai dengan lutesium alam, tentu

digunakan untuk merunut sebaran Lu-l77 di

baik menggunakan

dalam tubuh

mudah

sehingga dapat dimanfaatkan

radioaktivitas

dalam

jenis

minimum

lutesium

alam

penyediaannya.

dapat
lebih
karena

Berkaitan

untuk diagnosis dan evaluasi kemajuan terapi

dengan posisi iradiasi, jika radioaktivitas jenis

yang
telah
radiofarmaka

yang diperlukan dapat dilakukan di PR5,
iradiasi di PR5 lebih memudahkan dalam

dilakukan
berbasis

dikembangkan,

[2].
Beberapa
Lu-l77
telah

diantaranya

pemanfaatan

antibodi

adalah

rituximab

dan

penanganan

pasca

teriradiasi

dapat

iradiasi

dan

segera

target

digunakan

nimotuzumab [3,4], pemanfaatan peptida [5-

dibandingkan dengan iradiasi di CIP atau IP.

7] serta pemanfaatan EDTMP dan BPAMD[8].

5elain

Efek

dihasilkan

biologi

dibandingkan

radionuklida

ini

telah

itu,

pada proses iradiasi
pula radionuklida

Lu-176

pengotor

Lu-

pula dengan pemancar beta

177m dengan waktu paro yang panjang yaitu

murni V-90 yang telah terbukti memiliki efek

160 hari. Oleh sebab itu, semakin lama waktu

terapi yang baik [9].

iradiasi kandungan Lu-l77m

semakin tinggi

pula. Demikian juga dengan persentase LuReaktor

5iwabessy

177m dibandingkan Lu-l77 pasca iradiasi akan

merupakan reaktor serba guna dengan fluks

meningkat seiring dengan waktu karena Lu-

netron yang tinggi, diantaranya dimanfaatkan

177m memiliki waktu paro jauh lebih lama

untuk produksi radionuklida. Untuk produksi

dibandingkan Lu-l77. Oleh sebab itu, perlu

radionuklida,

dilakukan perhitungan pengaruh factor- faktor

dilengkapi

nuklir

G.A.

reaktor

G.A.

5iwabessy

dengan 4 posisi iradiasi, yaitu

pembuatan tersebut

central irradiation position (CIP), irradiation
position (IP) dan pneumatic rabbit system
51 untuk target

Lu-l77

sesuai dengan kebutuhan.

(PR5) untuk target padat dan tabung berkas
netron

agar diperoleh

TATA KERJA

gas. Fluks netron

tertinggi dimiliki oleh CIP, disusul oleh IP, PR5
Pada kajian ini dilakukan perhitungan

dan 51. Posisi iradiasi PR5 digunakan untuk
iradiasi
iradiasi

dalam
dapat

waktu

singkat

digunakan

terhadap

dan target

segera

faktor-faktor

yaitu kelimpahan

setelah

pembuatan

Lu-l77

Lu-176 di dalam sasaran

(Iutesium alam dan diperkaya), posisi iradiasi
di PR5 dan CIP serta lama waktu iradiasi.

proses iradiasi.

15

Perhitungan

radioaktivitas

Lu-l77

Waktu

dan Lu-

paruh Lu-l77

dan Lu-l77m

177m yang dihasilkan dilakukan menggunakan

masing masing sebesar 6,65 hari dan 160 hari.

persamaan umum radioaktivitas hasil iradiasi

Pada perhitungan ini digunakan lama waktu

netron sebagai berikut [2].

iradiasi di CIP sampai dengan 12 hari sesuai
dengan siklus operasi reaktor G.A. Siwabessy.

Ar= Nt¢cr (l-e-A~

Sedang untuk iradiasi di PRSdigunakan waktu

(1)

sampai dengan 20 jam karena posisi iradiasi di
PRS didesain untuk iradiasi dalam waktu

Dimana
Radioaktivitas

;

Ar

radioisotop

singkat.

yang

radioaktivitas

dihasilkan (Bq)
Nt

: Jumlah

¢

: Fluks netron

cr

;

Pada perhitungan

dihasilkan

atom sasaran (atom)

jenis

ini

minimum

digunakan

Lu-l77

sebesar 20,0 GBq/mg

[3]

yang
dan

kemurnian radionuklida minimum 99,9% [1].

(n.s-lcm-Z)

Tampang lintang reaksi inti (barn =
lO,z4cmz)
HASIL DAN PEMBAHASAN

Konstanta peluruhan radioisotop (S-l)

A.

:

t

; lama waktu iradiasi (s)
Hasil perhitungan

Sedangkan perhitungan
iradiasi dilakukan
umum
peluruhan
berikut :

radioaktivitas

pasca

jenis

Lu-l77 dari iradiasi di PRS ditunjukkan

pada

Gambar 1. Pada gambar tersebut ditunjukkan

menggunakan persamaan
radioaktivitas

radioktivitas

radioaktivitas jenis Lu-l77 dari iradiasi sampai

sebagai

dengan 20 jam di PRS untuk target lutesium
alam dan lutesium diperkaya. Radioaktivitas

At = Aoe-At

jenis Lu-l77 setelah iradiasi selama 20 jam

(2)

•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

masing masing sebesar
Pada persamaan tersebut,
radioaktivitas

setelah waktu

radioaktivitas

awal dan

At

t, Ao

dan 0,76 dan 26,6

adalah

GBq/mg pada saat akhir iradiasi. Dari hasil ini,

adalah

iradiasi di PRS tidak dapat diperoleh

nilai

adalah kontanta

minimum radioaktivitas jenis Lu-l77 sebesar

peluruhan. Pada perhitungan ini, fluks netron

20,0 G8q/mg dari lutesium alam. Sedang jika

di ClP digunakan

menggunakan

A.

nilai

1,3x10l4 n.s,l.cm'Z,

lutesium

nilai

sedangkan di PRS sebesar 5x1013 n.s,lcm'Z.

minimum

Untuk nilai kelimpahan isotop Lu-176 di dalam

GBq/mg dapat diperoleh dari iradiasi selama

sasaran digunakan nilai 5,9 % untuk Lu alam

15 jam. Namun perlu diperhatikan bahwa PRS

dan digunakan 90% untuk Lu diperkaya
karena saat ini telah
tersedia
Lu-176

didesain untuk iradiasi dalam waktu singkat,

diperkaya
dari

90%.

dengan tingkat
Tampang

l76Lu(n,y)l71Lu sebesar 2090

penyiapan target

dan wadah target

harus

inti

disiapkan untuk iradiasi dalam waktu lebih

sedang

dari 15 jam, khususnya dari sisi ketahanan

reaksi
barn

jenis sebesar 20,0

sehingga jika iradiasi dilakukan di posisi ini

pengayaan lebih

lintang

radioaktivitas

diperkaya,

material terhadap iradiasi dan kenaikan suhu.

reaksi inti l76Lu(n,y)177mLu
sebesar 2,8 barn.

16

- 1.0E+01

1.0E+02
...
0 .III)II 1.0E-02
'.;:
~5
(tI
(tI 1.0E-01
:u
1.0E-03
'2

(tI

Ci

co
Co
~
E
III

1.0E+00
0

_

diperkaya 90%

-+-Iutesium

5

Gambar 1. Radioaktivitas

jenis Lu-l77

15

10
waktu

menggunakan

alam

iradiasi

20

(jam)

Lu alam dan diperkaya

di posisi iradiasi PR5.

_ 1.0E+03

-

C)

E

C"

III 1.0E+02
~
III

-,; 1.0E+01
III

(tI
•..

:~ 1.0E+00
~(tI

o

---

diperkaya

---

lutesium alam

90%

"tJ

~ 1.0E-01

4

2

o

waktu

Gambar 2. Radioakvitas

jenis Lu-l77

menggunakan

target

Lu-l77

Lu alam

Lu diperkaya

ditunjukkan
tersebut
selama

GBq/mg.

(IP

20 Dari

gambar

bahwa

dengan

iradiasi

dari

jenis

sedangkan

Lu

Lu-l77
dari

alam

Lu

12

aktivitas

17,2

17

jenis

Nilai radioaktivitas

mencapai
minimum

597
sebesar

20,0 GBq/mg

dapat

dicapai

dengan

iradiasi

di (IPo Untuk

iradiasi

dengan

4 hari diperoleh

Lu-l77

3 jam
pendek

yaitu

dengan radioakvitas

diperkaya

di (I PoGaris

selama
siklus

diperoleh

sebesar

10

nilai 2,0 GBq/mgo

di

Gambar

hari,

(hari)

diperoleh

pada

12

iradiasi

iradiasi

diketahui

radioaktivitas
GBq/mg,

dan

dari

8

target Lu alam dan Lu-176 diperkaya

putus putus menunjukkan

Radioaktivitas

6

sebesar 284 GBq/mg.

Dari
yang

radioaktivitas

diharapkan

jenis

sebesar

radioaktivitas Lu-l77m sampai dengan iradiasi

minimum

20,0

selama

GBq/mg,

12

hari

masih

sebesar

0,0096%

iradiasi menggunakan target diperkaya dapat

dibandingkan Lu-l77 pada saat akhir iradiasi.

Lu-l77 dengan radioaktivitas jenis jauh di atas

Nilai ini masih jauh dibawah nilai maksimum

nilai tersebut.

pengotor

Dari iradiasi siklus operasi

radionuklida

maksimum

sebesar

yang

0,1%. Bahkan sampai dengan iradiasi selama

dihasilkan jauh di atas nilai yang diharapkan.

30 hari pun masih sebesar 0,017%, masih
lebih rendah dari 0,1%.

pendek

selama 4 hari pun, Lu-l77

Namun,

dari

radioaktivitas

target

lutesium

jenis minimum

alam,

belum

dapat

dicapai. Hasil perhitungan menunjukkan untuk
mencapai

nilai

minimum

sebesar

Nilai persentase Lu-l77m
tajam

20,0

setelah

iradiasi

meningkat

dihentikan.

Hal ini

GBq/mg diperlukan waktu iradiasi selama 17

dikarenakan Lu-l77 meluruh jauh lebih cepat

hari, lebih panjang dari siklus pengoperasian

dibandingkan

reaktor

ditunjukkan

G.A. Siwabessy selama

pembuatan

Lu-l77

harus

ini.

Jadi

dilakukan

dengan
dalam

Lu-l77m.,
Gambar

seperti
3.

Nilai

perbandingan tersebut segera melonjak tajam

menggunakan target Lutesium diperkaya agar

baik untuk

iradiasi

selama siklus

operasi

diperoleh nilai lebih dari 20,0 GBq/mg.

pendek 4 hari maupun siklus operasi panjang
selama 12 hari. Dari Gambar 3 diketahui

Lu-l77m

bahwa untuk iradiasi selama 4 hari, pada hari

dengan waktu paro 160 hari juga dihasilkan

ke 30 atau 26 hari setelah iradiasi kandungan

dari

Lu-l77m belum mencapai 0,1%. Pada hari ke

Radionuklida
sasaran

radioaktivitas

Lu-176.

Hasil

perhitungan

31 atau 27 hari setelah iradiasi baru mencapai

Lu-l77m dibandingkan dengan

Lu-l77ditunjukkan
gambar tersebut
Lu-l77m

pengotor

pada Gambar
ditunjukkan

3.

menjadi 0,102%, melewati

Pada

0,1%.

perbandingan

Oleh

sebab

itu,

nilai maksimum
Lu-l77

harus

dimanfaatkan sebelum 27 hari pasca iradiasi.

dan Lu-l77 selama proses iradiasi

dan pasca iradiasi setelah iradiasi dihentikan.

Sedangkan untuk

Pada

radioaktivitas Lu-l77m mencapai nilai 0,1%
setelah hari ke 36 atau 24 hari dari saat akhir

gambar

tersebut

ditunjukkan

iradiasi selama 12 hari,

iradiasi.

,... 0.2
,...

-

iradiasi

..J

-0-

Peluruhan 1

E
0.15
,...

-6-

Peluruhan 2

'