Recyklace radioaktivních zářičů

Uzavřené radioaktivní zdroje se denně používají po celém světě v zařízeních k léčbě rakoviny, sterilizaci krve a zdravotních materiálů a k zajištění bezpečnosti potravin. Protože radioaktivita ubývá s časem, dříve nebo později je nutné vyměnit uzavřený zářič za „čerstvý“. Kam s tím starým? V době cirkulární ekonomiky a podpory udržitelnosti hledají výrobci a uživatelé způsoby, jak zdroje znovu použít a recyklovat, a tím snížit i odpad. Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) spojila rozhodovatele, uživatele, regulátory, výrobce, dodavatele a specialisty a založila inciativu pro opětovné využití a recyklaci nevyužívaných uzavřených radioaktivních zdrojů (DSRS, Disused Sealed Radioactive Sources).

Kruh se uzavírá: MAAE podporuje opětovné použití a recyklaci uzavřených radioaktivních zdrojů. „V dnešní době se opětovné použití a recyklace staly nezbytnými kroky,“ uvedla Tamara Đurović z černohorského jaderného regulačního úřadu. „Přesto mnoho zemí stále nepovažuje nevyužívané zářiče za zdroj, který lze znovu využít a ušetřit peníze.“

Jak vypadá uzavřený zářič

Zdroje jsou robustní kapsle z nerezové oceli přibližně velikosti malé mince nebo jehly, které obsahují radioaktivní materiál – typicky kobalt-60, cesium-137, americium-241 nebo radium-226. Každá kapsle má doporučenou životnost 10 až 15 let a je licencována konkrétnímu majiteli pro konkrétní použití. Zdroje se přestávají využívat, když je majitelé již nepotřebují nebo když dosáhnou konce své životnosti pro daný účel.

Znovuvyužití a jeho problémy

V mnoha případech bylo možné kapsle znovu licencovat a znovu použít ve stejných nebo podobných aplikacích. Takový přenos mezi firmami je častým způsobem opětovného využití zdroje – například přenos měřičů půdní vlhkosti bývá velmi běžný. Někdy se posílají výrobcům k úpravě pro jiný typ použití. Například výrobci zářičů ⁶⁰Co recyklují co nejvíce kobaltu, protože poptávka po něm je velmi vysoká. Dává to ekonomický smysl.

Přesto však přetrvávají významné problémy. Zejména náklady na dopravu při přepravě nevyužívaného zdroje z jedné země k recyklaci do jiné země mohou být neúnosně vysoké. A tady nastupuje pomoc MAAE.

Recyklace radioaktivních zdrojů na podporu léčby rakoviny

Iniciativa MAAE „Global Radium Recycling Project“, zahájená v roce 2021, propojuje země držící starší zdroje radia-226 s organizacemi vybavenými k výrobě radiofarmaka využívajících tento materiál jako surovinu. Kromě podpory spolupráce hraje MAAE aktivní roli v přípravách na transport tím, že pomáhá s inventarizací, charakterizací, kondicionováním a monitorováním zářičů.

Radium-226, ²²⁶Ra, bylo široce používáno v medicíně a průmyslu během 20. století, ale od té doby jej nahradily bezpečnější a účinnější alternativy. Odhaduje se, že asi stovka zemí má jeho starší zásoby v zabezpečených skladech. Přibližně 80 zemí se podílí na Globální iniciativě kontroly radia-226. Zúčastnění výrobci radiofarmaceutických produktů převádějí tyto staré zdroje na aktinium-225 (²²⁵Ac).

Popis projektu

Mnoho členských států MAAE má staré, nyní již nevyužívané zásoby ²²⁶Ra, což představuje dlouhodobou zátěž. V některých případech představuje radium významný podíl radioaktivního odpadu dané země. MAAE poskytla členským státům rozsáhlou podporu tím, že pomáhala při sběru ²²⁶Ra a jeho ukládání do robustních nerezových kontejnerů a jejich přemístění do autorizovaného, bezpečného skladu. Tato práce probíhala formou velkých „kampaní“ mezi lety 1996 a 2012, a občasná ad hoc podpora pokračuje až do současnosti. Dlouhý poločas rozpadu ²²⁶Ra (1604 let) v kombinaci s unikátním rozpadovým řetězcem a emisemi radiace představuje dlouhodobý problém pro kontrolu a případnou likvidaci.

Projekt MAAE usnadňuje kontakt mezi členskými státy vlastnícími nevyužívané ²²⁶Ra a potenciálními uživateli pro výrobu ²²⁵Ac. Byla definována kritéria přijetí a pokyny pro držitele registrů a uživatele nepoužívaných zdrojů ²²⁶Ra. Agentura navíc usnadňuje koordinaci a bezpečný a spolehlivý převoz ²²⁶Ra ze současného místa v zemích s nevyužitými zdroji (poskytovateli) do zemí s vhodnými recyklačními zařízeními a kapacitami (příjemci) a shromažďuje a šíří zkušenosti a osvědčené postupy při realizaci takových převozů. Zároveň tak MAAE umožňuje vznik nového průmyslu. Nepoužívaný materiál se tak využije pro lékařský pokrok při výrobě terapeutických izotopů.

Výroba aktinia‑225 (²²⁵Ac) z radia‑226 (²²⁶Ra)

Radium-226, objevené v roce 1898 Marií Sklodowskou-Curie a Pierrem Curie, bylo dříve používáno v radioterapii, ale později bylo nahrazeno jinými zdroji. Dnes slouží jako surovina pro produkci radioizotopu aktinium-225, který je tak vzácný, že jeho roční světová produkce je menší než zrnko písku.

Aktinium-225 emituje alfa záření, které je účinné při ničení maligních buněk. Umožňuje cílenou radioterapii, protože zářič může být umístěn těsně k nádoru a záření zabíjí rakovinné buňky, aniž by poškodilo okolní zdravou tkáň.

Vysoce specializovaný jaderný proces se provádí pouze v licencovaných výzkumných reaktorech a urychlovačích. Nejobvyklejší metodou je dnes použití cyklotronů – urychlovačů částic, které bombardují cílový materiál nabitými částicemi, čímž mění jeho složení. Konkrétně v případě převodu radia-226 na aktinium-225 je to reakce:

 ²²⁶Ra + p ‎→ 2n + ²²⁵Ac

Výroba ²²⁵Ac prostřednictvím ²²⁶Ra se poprvé uskutečnila v roce 2005.

Při dopadu rychlých protonů na jádro Ra‑226 může dojít k tzv. spalační nebo-li tříštivé reakci. Jádro se „rozbije“ na menší fragmenty. Jedním z možných produktů je právě Ac‑225. Po ozařování vznikne směs mnoha radionuklidů. Ac‑225 je v ní jen malá část. Proto se musí chemicky oddělit od zbytku materiálu, vyčistit od dalších radioizotopů a stabilizovat do formy vhodné pro medicínské použití. Tato separace je velmi náročná, protože jde o extrémně radioaktivní směs a vyžaduje speciální laboratoře, stínění a automatizované manipulátory.

Získané aktinium‑225 se používá hlavně v cílené alfa‑terapii (Targetted Alpha Therapy) pro léčbu některých typů nádorů, např. prsu či prostaty. Je to jeden z nejcennějších radionuklidů současné nukleární medicíny.  Proces je přísně regulovaný, neboť se pracuje s vysoce radioaktivními materiály, vyžaduje licencované jaderné zařízení, zahrnuje jaderné reakce, které nelze provádět mimo profesionální infrastrukturu, a bezpečnostní a právní rámec je velmi přísný.

Příklad spolupráce Kanady a Thajska

Thajsko má od roku 2016 v provozu na místě v Ongkharak specializovaný sklad radioaktivního odpadu. Iniciativa MAAE výrazně snížila riziko jakéhokoli incidentu spojeného s těmito nevyužívanými zdroji a uvolnila mnoho prostoru v tomto národním skladovacím zařízení. V červnu 2023 bylo v rámci programu MAAE odesláno přes 70 balíčků nevyužitého radia-226 do Kanady.

Příklad Chorvatska

V září 2025 Chorvatsko exportovalo 298 zdrojů radia-226 z Institutu Rudera Boskovice, který provádí výzkum v oblasti fyziky, chemie a biologie, do Kanadských jaderných laboratoří (CNL). Operaci podporovalo chorvatské ministerstvo vnitra a Ředitelství civilní ochrany. „Znovu jsme otevřeli dříve zabezpečený kontejner k inspekci materiálu a v září jsme ho úspěšně vyvezli do Kanady,“ řekl Robert Bernat, vedoucí oddělení Institutu Rudera Boskovice. „Kanadský tým poskytl vynikající technickou podporu přímo na místě.“

CNL pomáhala s technickým plánováním a balením a poskytovala radiologické vybavení na podporu Plánu radiologických prací a požadavků na dovozní licenci CNL. „Z pracovního hlediska vím, že pomáhám těmto zemím odstranit zátěž a zároveň zlepšovat zdravotní péči po celém světě,“ řekl Richard Dufour, ředitel provozu zařízení v CNL. „V březnu 2025 jsem ztratil otce na rakovinu, takže vím, že pokrok v oblasti léku, jako je aktinium-225, v boji proti rakovině je prvořadý, a chci být jeho součástí, abych uctil odkaz svého otce.“

Příklad Guatemaly

V říjnu 2025 Guatemala převedla 40 jehel a trubiček se zdroji radia-226 z Národního centra pro radioaktivní odpad do společnosti Niowave ve Spojených státech amerických. Zdroje, které byly dříve používány v nemocnicích pro léčbu rakoviny po celé Guatemale, budou použity pro výzkumné aplikace ke zlepšení cílené alfa terapie aktiniem-225. Guatemalské ministerstvo energetiky a dolů vedlo aktivity převodu s regulační podporou Ministerstva radiační ochrany a bezpečnosti.

Příklad Filipín

Po účasti na technickém setkání k této iniciativě v MAAE Filipíny dosáhly dohody s CNL o převodu 243 jehel, trubic, lahví, drátů a tyčí obsahujících radium, uložených v sudech ve Filipínském jaderném výzkumném institutu (PNRI). Tyto zdroje byly v 80. a 90. letech používány pro lékařské a průmyslové aplikace a budou recyklovány na aktinium v zařízeních CNL. „To, co bylo kdysi vnímáno čistě jako břemeno, se nyní stalo příběhem naděje,“ řekl Ronald Piquero, hlavní vědecký výzkumný specialista v PNRI.

V roce 2024 se uskutečnily zásilky z Curaçaa, Salvadoru a Slovinska do Kanady, Německa a USA. Rok 2025 byl pro iniciativu opět rušný, zahrnoval transfery nevyužitého radia pro Barbados, Chorvatsko, Dominikánskou republiku, Fidži, Guatemalu, Indonésii, Jordánsko, Malajsii, Filipíny, Španělsko a Srí Lanku. Dosud bylo v rámci iniciativy MAAE dokončeno celkem 14 převodů ze 14 zemí.

Výměna zkušeností

V MAAE se také uskutečnilo setkání, kterého se zúčastnilo 90 účastníků z 56 zemí. Přineslo zkušenosti s kontrolou nevyužívaných uzavřených radioaktivních zdrojů. Účastníci setkání ze zemí vlastníků zdrojů poskytli informace o zásobách radia-226 ve svých zemích, zatímco ti z přijímajících zemí sdíleli podrobnosti o množstvích radia-226, které hledají, a o svých postupech při spolupráci s potenciálními partnery dárců. Na setkání kromě toho osm radiofarmaceutických společností diskutovalo o výrobě aktinia-225. Zdůraznily, jak zásadní je tato iniciativa pro dostupnost poskytování potřebných moderních radioterapeutických metod pacientům s rakovinou.

Přeměna odpadu na život zachraňující zdroj

„Iniciativa MAAE „Global Radium Recycling Project“ je pozoruhodným příkladem mezinárodního partnerství, sdíleného závazku a společných hodnot. Nabízí strategickou příležitost řešit historický problém a zároveň přispět ke globálnímu zdraví,“ řekl Norasalwa Zakaria, vedoucí sekce technologie odpadu MAAE. „Zveme všechny členské státy s původními zdroji radia-226, aby se k tomuto úsilí připojily. Společně, prostřednictvím spolupráce a sdílené odpovědnosti, můžeme proměnit jadernou zátěž ve zdroj, který podporuje léčbu rakoviny a zachraňuje životy.“

Na rok 2026 je plánováno nejméně dalších pět transportů. Iniciativa MAAE zvažuje zahrnout do budoucích recyklačních aktivit další nevyužívané zdroje, včetně stroncia-90 a cesia-137.

Zdroje:

IAEA Supports Advanced Cancer Care through Radium Recycling Initiative

Uzavření kruhu: MAAE podporuje opětovné použití a recyklaci uzavřených radioaktivních zdrojů

Recycling Radioactive Sources to Support Cancer Treatments | IAEA