利用高强度 γ 射线源光激发生产医学感兴趣的异构体

光子诱导的核激发（即光激发）可用于生产核异构体，其在天体物理、能量存储以及医学诊断和治疗中具有潜在应用。本文提出了利用基于激光-电子康普顿散射(LCS)的高强度 $\gamma$ 射线源生产四种核异构体（${}^{99m}$Tc、${}^{103m}$Rh 和 ${}^{113m,115m}$In）以用于医学诊断和治疗的可行性研究。回顾了这些核异构体的衰变性质和医学应用。计算了该光激发过程的截面曲线、模拟产额和产物活度。通过调整电子能量优化 LCS $\gamma$ 射线束的截止能量，以最大化光激发产物的产额和活度。研究发现，在 $10^{13}$ $\gamma$/s 量级的强度下辐照靶 6 小时，上述异构体可实现的活度超过 10 mCi。该活度量级满足医学诊断的剂量要求。我们的模拟结果表明，利用最先进的 LCS $\gamma$ 射线束装置通过光激发生产医学感兴趣的异构体具有前景。