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JP7506055B2 - Target irradiation system and method for recovering radioisotopes from solid targets - Patents.com - Google Patents

Target irradiation system and method for recovering radioisotopes from solid targets - Patents.com Download PDF

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JP7506055B2 JP2021509616A JP2021509616A JP7506055B2 JP 7506055 B2 JP7506055 B2 JP 7506055B2 JP 2021509616 A JP2021509616 A JP 2021509616A JP 2021509616 A JP2021509616 A JP 2021509616A JP 7506055 B2 JP7506055 B2 JP 7506055B2
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Description

本発明は、ターゲット照射システム、及び固体ターゲットからの放射性同位元素の回収方法に関する。 The present invention relates to a target irradiation system and a method for recovering radioisotopes from a solid target.

特許文献1に示すように、サイクロトロンを内部に収容し、サイクロトロンから放出される放射線が外部に放出されることを抑制する自己シールドを備えた自己シールド型サイクロトロンシステムが知られている。近年、金属層を有するターゲットへ荷電粒子線を照射することで、固体の放射性同位元素(RI:Radio Isotope)を得る装置が開発されている。このような放射性同位元素は、病院等でのPET検査(ポジトロン断層撮影検査)等に使用される放射性薬剤を製造するため用いられる。例えば、特許文献2では、固体の放射性同位元素が付着したターゲットが溶解装置に搬送され、当該溶解装置内にて放射性同位元素を溶解することで、当該RIの回収が行われる。As shown in Patent Document 1, a self-shielded cyclotron system is known that houses a cyclotron and has a self-shield that suppresses radiation emitted from the cyclotron from being emitted to the outside. In recent years, devices have been developed that obtain solid radioisotopes (RI) by irradiating a target having a metal layer with a charged particle beam. Such radioisotopes are used to manufacture radiopharmaceuticals used in PET (positron emission tomography) examinations in hospitals, etc. For example, in Patent Document 2, a target to which a solid radioisotope is attached is transported to a melting device, and the radioisotope is melted in the melting device to recover the RI.

特開2000-105293号公報JP 2000-105293 A 特開2014-115229号公報JP 2014-115229 A

ここで、荷電粒子線照射後のターゲットは放射化している。従って、ターゲットを照射装置から取り出して速やかに溶解装置で放射性同位元素を溶解させることが求められている。Here, the target becomes radioactive after being irradiated with the charged particle beam. Therefore, it is necessary to remove the target from the irradiation device and quickly dissolve the radioisotopes in a dissolving device.

本発明は、ターゲットを照射装置から取り出して速やかに溶解装置で放射性同位元素を溶解させることができるターゲット照射システム、及び固体ターゲットからの放射性同位元素の回収方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a target irradiation system that can remove the target from an irradiation device and quickly melt the radioactive isotopes in a melting device, and a method for recovering radioactive isotopes from a solid target.

本発明に係るターゲット照射システムは、金属層を有する固体ターゲットへ粒子加速器から出射された荷電粒子線を照射して金属層の放射性同位元素を生成するターゲット照射システムであって、建屋に設けられた室内に配置され、固体ターゲットを荷電粒子線の照射位置にて保持して固体ターゲットへの荷電粒子線の照射を可能とするターゲット照射装置と、室内に配置され、ターゲット照射装置によって荷電粒子線の照射が完了した固体ターゲットに付着する放射性同位元素を溶解させる溶解装置と、を備える。The target irradiation system of the present invention is a target irradiation system that irradiates a solid target having a metal layer with a charged particle beam emitted from a particle accelerator to generate radioactive isotopes from the metal layer, and is equipped with a target irradiation device that is placed in a room provided in a building and holds the solid target at an irradiation position for the charged particle beam to enable irradiation of the solid target with the charged particle beam, and a melting device that is placed in the room and melts radioactive isotopes attached to the solid target after irradiation of the charged particle beam by the target irradiation device has been completed.

本発明に係るターゲット照射システムにおいて、ターゲット照射装置は、固体ターゲットを荷電粒子線の照射位置にて保持して固体ターゲットへの荷電粒子線の照射を可能とする。これにより、固体ターゲットの金属層のうち、荷電粒子線が照射された箇所には、放射性同位元素が形成される。また、溶解装置は、ターゲット照射装置によって荷電粒子線の照射が完了した固体ターゲットに付着する放射性同位元素を溶解させる。これにより、溶解液を回収することで、放射性同位元素を回収することが可能となる。ここで、ターゲット照射装置及び溶解装置は、建屋に設けられた室内に配置される。従って、荷電粒子線を固体ターゲットに照射する工程、及び放射性同位元素を溶解によって回収する工程は、いずれも室内にて行われる。従って、固体ターゲットをターゲット照射装置から取り出して速やかに溶解装置で放射性同位元素を溶解させることができる。In the target irradiation system according to the present invention, the target irradiation device holds the solid target at the irradiation position of the charged particle beam and enables irradiation of the solid target with the charged particle beam. As a result, radioactive isotopes are formed in the metal layer of the solid target at the location irradiated with the charged particle beam by the target irradiation device. The melting device dissolves the radioactive isotopes attached to the solid target after irradiation with the charged particle beam by the target irradiation device. As a result, it becomes possible to recover the radioactive isotopes by recovering the dissolving liquid. Here, the target irradiation device and the melting device are disposed in a room provided in a building. Therefore, both the process of irradiating the solid target with the charged particle beam and the process of recovering the radioactive isotopes by dissolving them are performed indoors. Therefore, the solid target can be removed from the target irradiation device and the radioactive isotopes can be quickly dissolved in the melting device.

ターゲット照射システムは、室の床に対してターゲット照射装置を支持する支持部を更に備え、溶解装置は、支持部によって床に対して支持されていてよい。この場合、ターゲット照射装置及び溶解装置が共通の支持部で支持されるため、両者を近い位置に配置することができる。The target irradiation system may further include a support that supports the target irradiation device relative to the floor of the chamber, and the melting device may be supported relative to the floor by the support. In this case, since the target irradiation device and the melting device are supported by a common support, they can be positioned close to each other.

ターゲット照射システムは、ターゲット照射装置による保持が解除された固体ターゲットを、溶解装置まで搬送する搬送装置を更に備えてよい。この場合、ターゲット照射装置から溶解装置まで固体ターゲットを速やかに搬送することが可能となる。The target irradiation system may further include a transport device that transports the solid target released from the target irradiation device to the melting device. In this case, it is possible to quickly transport the solid target from the target irradiation device to the melting device.

ターゲット照射システムは、室内に設けられ、粒子加速器とターゲット照射装置とを内部に収容して、粒子加速器及びターゲット照射装置から放出される放射線を遮蔽する遮蔽シールドを更に備え、溶解装置は、遮蔽シールド内に設けられていてよい。この場合、遮蔽シールドは、ターゲット照射装置から溶解装置へ固体ターゲットを搬送するときに、放射線を遮蔽することができる。The target irradiation system may be provided in a room, contain the particle accelerator and the target irradiation device, and further include a shielding shield that blocks radiation emitted from the particle accelerator and the target irradiation device, and the melting device may be provided in the shielding shield. In this case, the shielding shield can block radiation when the solid target is transported from the target irradiation device to the melting device.

ターゲット照射システムは、ターゲット照射装置から溶解装置へ固体ターゲットを搬送する搬送装置と、制御部を更に備え、制御部は、金属層への荷電粒子線の照射の後、ターゲット照射装置に保持された固体ターゲットを溶解装置へ搬送するように、搬送装置を制御してよい。これにより、搬送装置による固体ターゲットの搬送が、制御部によって自動的に行われる。これにより、作業者に対する被曝を更に抑制することができる。また、制御部が自動的に固体ターゲットの搬送を行うことで、作業時間の短縮を図ることができる。 The target irradiation system further includes a transport device that transports the solid target from the target irradiation device to the melting device, and a control unit, and the control unit may control the transport device to transport the solid target held in the target irradiation device to the melting device after the metal layer is irradiated with the charged particle beam. In this way, the transport of the solid target by the transport device is automatically performed by the control unit. This can further reduce exposure to radiation to workers. In addition, by having the control unit automatically transport the solid target, the working time can be shortened.

ターゲット照射システムは、室内に設けられ、粒子加速器とターゲット照射装置とを内部に収容して、粒子加速器及びターゲット照射装置から放出される放射線を遮蔽する遮蔽シールドを更に備え、遮蔽シールド内で溶解装置を覆う収容部と、収容部内の気体を遮蔽シールドの外部へ排気する排気部と、を備えてよい。この場合、溶解装置の溶解液が気化した場合には、収容部によってガスが遮蔽シールド内に拡散することが抑制される。また、収容部内のガスは、排気部によって遮蔽シールドの外部へ排出される。これにより、遮蔽シールド内の他の機器が、ガスによって腐食されることを抑制することができる。The target irradiation system may be provided indoors, house a particle accelerator and a target irradiation device, and further include a shielding shield for blocking radiation emitted from the particle accelerator and the target irradiation device, and may include a container section for covering the melting device within the shielding shield, and an exhaust section for exhausting gas within the container section to the outside of the shielding shield. In this case, when the melting liquid of the melting device is vaporized, the container section prevents the gas from diffusing into the shielding shield. In addition, the gas within the container section is exhausted to the outside of the shielding shield by the exhaust section. This prevents other equipment within the shielding shield from being corroded by the gas.

ターゲット照射システムは、固体ターゲットを搬送する搬送装置を更に備え、搬送装置は、複数の固体ターゲットを支持可能であってよい。この場合、搬送装置は、途中で固体ターゲットの取り外し作業を伴うことなく、複数の固体ターゲットを照射位置及び溶解位置へ搬送することができる。これにより、取り外し作業による被爆の影響を低減することができる。The target irradiation system may further include a transport device that transports the solid targets, and the transport device may be capable of supporting multiple solid targets. In this case, the transport device can transport multiple solid targets to the irradiation position and the melting position without removing the solid targets along the way. This can reduce the effects of radiation exposure caused by the removal work.

ターゲット照射システムは、固体ターゲットを支持する支持装置を更に備え、ターゲット照射装置は、荷電粒子線が出射される照射ポートを備え、溶解装置は、溶解液の供給及び回収を行う溶解ポートを備え、支持装置は、照射ポートに連結され、且つ、溶解ポートに連結されてよい。この場合、支持装置は、ターゲット照射装置の一部、及び溶解装置の一部として兼用可能となる。The target irradiation system further includes a support device that supports the solid target, the target irradiation device includes an irradiation port from which a charged particle beam is emitted, the melting device includes a melting port that supplies and recovers the melting liquid, and the support device may be connected to the irradiation port and also to the melting port. In this case, the support device can be used as both a part of the target irradiation device and a part of the melting device.

溶解装置は、溶解液の供給及び回収を行う複数の溶解ポートを備えてよい。この場合、溶解ポートの取り換え作業を伴うことなく、複数核種の放射性同位元素の溶解工程を行うことができる。The dissolution device may be equipped with multiple dissolution ports for supplying and recovering the dissolution liquid. In this case, the dissolution process of multiple radioisotopes can be carried out without the need to replace the dissolution ports.

ターゲット照射システムは、金属層を有する固体ターゲットへ粒子加速器から出射された荷電粒子線を照射して金属層の放射性同位元素を生成するターゲット照射システムであって、固体ターゲットを荷電粒子線の照射位置にて保持して固体ターゲットへの荷電粒子線の照射を可能とするターゲット照射装置と、ターゲット照射装置によって荷電粒子線の照射が完了した固体ターゲットに付着する放射性同位元素を溶解させる溶解装置と、を備え、ターゲット照射装置及び溶解装置は、建屋に設けられた同一の室内に配置されている。このターゲット照射システムによれば、上述のターゲット照射システムと同様な作用・効果を得ることができる。The target irradiation system is a system that irradiates a solid target having a metal layer with a charged particle beam emitted from a particle accelerator to generate radioisotopes of the metal layer, and includes a target irradiation device that holds the solid target at an irradiation position for the charged particle beam to enable irradiation of the solid target with the charged particle beam, and a melting device that melts the radioisotopes attached to the solid target after irradiation with the charged particle beam by the target irradiation device is completed, and the target irradiation device and the melting device are located in the same room in a building. With this target irradiation system, it is possible to obtain the same actions and effects as the above-mentioned target irradiation system.

固体ターゲットからの放射性同位元素の回収方法は、金属層を有する固体ターゲットに付着する当該金属層の放射同位元素を回収する固体ターゲットからの放射性同位元素の回収方法であって、建屋に設けられた遮蔽室内に配置されたターゲット照射装置によって、固体ターゲットへ荷電粒子線を照射して固体ターゲットに放射性同位元素を生成し、固体ターゲットを搬送可能な搬送装置によって、荷電粒子線の照射が完了した固体ターゲットを、遮蔽室内に配置された溶解装置へ搬送し、溶解装置によって、固体ターゲットに付着した放射性同位元素を溶解させる。この回収方法によれば、荷電粒子線を固体ターゲットに照射する工程、固体ターゲットを搬送する工程、及び放射性同位元素を溶解によって回収する工程は、いずれも遮蔽室内にて行われる。従って、固体ターゲットをターゲット照射装置から取り出して速やかに溶解装置で放射性同位元素を溶解させることができる。また、各工程において放射線を遮蔽することができる。The method for recovering radioisotopes from a solid target is a method for recovering radioisotopes from a solid target having a metal layer, the method comprising: irradiating the solid target with a charged particle beam by a target irradiation device arranged in a shielded room provided in a building to generate radioisotopes in the solid target; transporting the solid target, which has been irradiated with the charged particle beam, to a melting device arranged in the shielded room by a transport device capable of transporting the solid target; and melting the radioisotopes attached to the solid target by the melting device. According to this recovery method, the process of irradiating the solid target with a charged particle beam, the process of transporting the solid target, and the process of recovering the radioisotopes by melting are all performed in the shielded room. Therefore, the solid target can be removed from the target irradiation device and the radioisotopes can be quickly dissolved in the melting device. In addition, radiation can be shielded in each process.

本発明によれば、ターゲットを照射装置から取り出して速やかに溶解装置で放射性同位元素を溶解させることができるターゲット照射システム、及び固体ターゲットからの放射性同位元素の回収方法を提供することができる。 The present invention provides a target irradiation system that can remove the target from an irradiation device and quickly melt the radioactive isotopes in a melting device, and a method for recovering radioactive isotopes from a solid target.

本発明の一実施形態に係るターゲット照射システムを備える自己シールド型サイクロトロンシステムを示す概略構成図である。1 is a schematic diagram illustrating a self-shielded cyclotron system including a target irradiation system according to an embodiment of the present invention. 固体ターゲットの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a solid target. ターゲット照射システムの拡大図である。FIG. 2 is a close-up view of the target illumination system. 制御部の処理内容を示すフローチャートである。13 is a flowchart showing the processing contents of a control unit. ターゲット照射システムの動作を示す拡大図である。FIG. 2 is an expanded view showing the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す拡大図である。FIG. 2 is an expanded view showing the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す拡大図である。FIG. 2 is an expanded view showing the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す拡大図である。FIG. 2 is an expanded view showing the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す拡大図である。FIG. 2 is an expanded view showing the operation of the target illumination system. 変形例に係るターゲット照射システムを備える自己シールド型サイクロトロンを示す拡大図である。FIG. 13 is an enlarged view showing a self-shielded cyclotron equipped with a target irradiation system according to a modified example. 変形例に係るターゲット照射システムを示す概念構成図である。FIG. 13 is a conceptual configuration diagram showing a target irradiation system according to a modified example. 変形例に係るターゲット照射システムを示す概略構成図である。FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing a target irradiation system according to a modified example. 図12に示すターゲット照射システムの主要部を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing the main parts of the target irradiation system shown in FIG. 12 . ターゲットエクスチェンジャの具体的な構造の一例を示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an example of a specific structure of a target exchanger. 支持装置が照射ポートに押し付けられた状態を示す断面図である。11 is a cross-sectional view showing a state in which the support device is pressed against an irradiation port. FIG. 支持装置が溶解ポートに押し付けられた状態を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which the support device is pressed against the dissolution port. 溶解ポートの正面図である。FIG. 2 is a front view of the dissolution port. ターゲット照射システムの動作を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the operation of the target illumination system. ターゲット照射システムの動作を示す概略図である。1 is a schematic diagram illustrating the operation of the target illumination system.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that in each drawing, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted.

図1に示されるように、自己シールド型サイクロトロンシステム100は、建屋150の内部に設けられるシステムである。本実施形態に係る自己シールド型サイクロトロンシステム100は、荷電粒子線を用いて放射性同位元素(以下、RIと称する場合がある)を製造するシステムである。自己シールド型サイクロトロンシステム100は、例えばPET用サイクロトロンとして使用可能であり、当該システムで製造されたRIは、例えば放射性同位元素標識化合物(RI化合物)である放射性薬剤(放射性医薬品を含む)の製造に用いられる。病院等のPET検査(陽電子断層撮影検査)に使用される放射性同位元素標識化合物としては、18F-FLT(フルオロチミジン)、18F-FMISO(フルオロソニダゾール)、11C-ラクロプライド等がある。 As shown in FIG. 1, the self-shielded cyclotron system 100 is a system installed inside a building 150. The self-shielded cyclotron system 100 according to this embodiment is a system for producing radioisotopes (hereinafter, sometimes referred to as RI) using a charged particle beam. The self-shielded cyclotron system 100 can be used, for example, as a PET cyclotron, and the RI produced by the system is used, for example, for producing radiopharmaceuticals (including radiopharmaceuticals) that are radioisotope-labeled compounds (RI compounds). Examples of radioisotope-labeled compounds used in PET examinations (positron emission tomography examinations) in hospitals and the like include 18 F-FLT (fluorothymidine), 18 F-FMISO (fluorosonidazole), and 11 C-raclopride.

自己シールド型サイクロトロンシステム100は、サイクロトロン2(粒子加速器)と、ターゲット照射システム3と、遮蔽シールド4と、を備えている。自己シールド型サイクロトロンシステム100は、建屋150の内部のサイクロトロン室152において、当該建屋の床151上に設置されている。サイクロトロン室152は、コンクリート(遮蔽壁)で覆われた部屋である。従って、使用者は、自己シールド型サイクロトロンシステム100を用いることで、建屋内にて放射性同位元素をその場で取得することができる。The self-shielded cyclotron system 100 includes a cyclotron 2 (particle accelerator), a target irradiation system 3, and a shielding shield 4. The self-shielded cyclotron system 100 is installed on the floor 151 of a building 150 in a cyclotron room 152 inside the building. The cyclotron room 152 is a room covered with concrete (shielding wall). Therefore, by using the self-shielded cyclotron system 100, a user can obtain radioisotopes on the spot inside the building.

サイクロトロン2は、荷電粒子線を出射する加速器である。サイクロトロン2は、イオン源から荷電粒子を加速空間内に供給し、加速空間内の荷電粒子を加速して荷電粒子線を出力する円形加速器である。サイクロトロン2は、一対の磁極と、真空箱と、これらの一対の磁極及び真空箱を取り囲む環状のヨークとを有している。一対の磁極は、一部が真空箱内で主面同士が所定間隔空けて対面している。これらの一対の磁極の隙間内で、荷電粒子が多重加速される。荷電粒子としては、例えば陽子、重粒子(重イオン)などが挙げられる。本実施形態では、サイクロトロン2は、荷電粒子線を出射する複数のポート2aを備えている。複数のポート2aの一つに、後述のターゲット照射装置20が形成される。サイクロトロン2は、加速空間内の荷電粒子線の軌道を調整して、所望のポート2aから荷電粒子線を取り出す。The cyclotron 2 is an accelerator that emits a charged particle beam. The cyclotron 2 is a circular accelerator that supplies charged particles from an ion source into an acceleration space, accelerates the charged particles in the acceleration space, and outputs a charged particle beam. The cyclotron 2 has a pair of magnetic poles, a vacuum box, and an annular yoke that surrounds the pair of magnetic poles and the vacuum box. The pair of magnetic poles face each other with a predetermined distance between them in the vacuum box. In the gap between the pair of magnetic poles, the charged particles are multiple-accelerated. Examples of the charged particles include protons and heavy particles (heavy ions). In this embodiment, the cyclotron 2 has a plurality of ports 2a that emit the charged particle beam. A target irradiation device 20, which will be described later, is formed in one of the plurality of ports 2a. The cyclotron 2 adjusts the trajectory of the charged particle beam in the acceleration space to extract the charged particle beam from the desired port 2a.

遮蔽シールド4は、室内(サイクロトロン室152内)に設けられ、サイクロトロン2と後述のターゲット照射装置20とを内部に収容して、サイクロトロン2及び後述のターゲット照射装置20から放出される放射線を遮蔽する。遮蔽シールド4は、建屋内に配置され、サイクロトロン2を内部に収容し、サイクロトロン2から放出される放射線がサイクロトロン室152に放出されることを抑制する。遮蔽シールド4は、サイクロトロン2を全方向から覆うことで、全方向において放射線を遮蔽することができる。本実施形態では、遮蔽シールド4は六面体の箱形構造を有しているが、形状は特に限定されない。遮蔽シールド4は、建屋150の内部空間(サイクロトロン室152)と、自己シールド型サイクロトロンシステム100の内部空間120とを隔てている。建屋150の内部空間は、他の機器が設置されたり、作業者などが通行することができる空間として構成されてもよい。従って、建屋の室内に単にサイクロトロン2を配置したものと、本実施形態の自己シールド型サイクロトロンシステム100とは異なっており、建屋の部屋を構成する周囲の壁は、遮蔽シールド4には該当しない。遮蔽シールド4の壁は、例えば、ポリエチレン、鉄、鉛、重コンクリートなどの材質によって構成される。遮蔽シールド4内には、サイクロトロン2の他、当該サイクロトロン2を運転させるための真空ポンプや配線等も配置されている。また、遮蔽シールド4内には、ターゲット照射システム3の構成要素も配置されている。従って、遮蔽シールド4は、サイクロトロン室152の床151に対して後述のターゲット照射装置20を支持する支持部として機能する。後述の溶解装置21は、支持部として機能する遮蔽シールド4によって床151に対して支持される。以上のような構成により、後述のターゲット照射装置20及び後述の溶解装置21は、建屋150に設けられた同一の室内(サイクロトロン室152内)に配置されている。The shielding shield 4 is provided inside the room (inside the cyclotron room 152), and houses the cyclotron 2 and the target irradiation device 20 described later inside, and shields radiation emitted from the cyclotron 2 and the target irradiation device 20 described later. The shielding shield 4 is arranged inside the building, houses the cyclotron 2 inside, and suppresses radiation emitted from the cyclotron 2 from being emitted into the cyclotron room 152. The shielding shield 4 covers the cyclotron 2 from all directions, thereby shielding radiation in all directions. In this embodiment, the shielding shield 4 has a hexahedral box structure, but the shape is not particularly limited. The shielding shield 4 separates the internal space (cyclotron room 152) of the building 150 from the internal space 120 of the self-shielded cyclotron system 100. The internal space of the building 150 may be configured as a space in which other equipment is installed or through which workers can pass. Therefore, the self-shielded cyclotron system 100 of this embodiment is different from a system in which the cyclotron 2 is simply arranged inside a building, and the surrounding walls constituting the room of the building do not correspond to the shielding shield 4. The walls of the shielding shield 4 are made of materials such as polyethylene, iron, lead, and heavy concrete. In addition to the cyclotron 2, a vacuum pump and wiring for operating the cyclotron 2 are also arranged inside the shielding shield 4. In addition, components of the target irradiation system 3 are also arranged inside the shielding shield 4. Therefore, the shielding shield 4 functions as a support part that supports a target irradiation device 20 described later on a floor 151 of the cyclotron room 152. A melting device 21 described later is supported on the floor 151 by the shielding shield 4 functioning as a support part. With the above-mentioned configuration, the target irradiation device 20 described later and the melting device 21 described later are arranged in the same room (in the cyclotron room 152) provided in the building 150.

ターゲット照射システム3は、固体ターゲット10に対して荷電粒子線を照射し、当該照射によって生成された放射性同位元素を溶解させて回収する部分である。ターゲット照射システム3は、サイクロトロン2の外周部付近に形成されており、遮蔽シールド4内に配置されている。ターゲット照射システム3で得られた放射性同位元素を含む溶解液は、輸送管161を介して、溶解液中の放射性同位元素の精製を行う精製装置や薬剤の合成を行う合成装置などの装置160へ送られる。The target irradiation system 3 is a part that irradiates a solid target 10 with a charged particle beam and dissolves and collects radioisotopes generated by the irradiation. The target irradiation system 3 is formed near the outer periphery of the cyclotron 2 and is arranged inside the shielding shield 4. The solution containing the radioisotopes obtained by the target irradiation system 3 is sent via a transport pipe 161 to an apparatus 160 such as a purification apparatus that purifies the radioisotopes in the solution or a synthesis apparatus that synthesizes pharmaceuticals.

図2を参照して、固体ターゲット10について説明する。固体ターゲット10は、ターゲット基板13と、金属層11と、を備える。固体ターゲット10は、具体的には、図2に示すように、金属板で構成されるターゲット基板13上に、ターゲット材料としての金属層11が形成される。なお、金属層11は、純度の高い金属の層に限らず、金属酸化物の層でもよい。当該ターゲット基板13を装置にセットして、金属層11に荷電粒子線Bが照射されることにより、照射された部分に微量の放射性同位元素12が生成する。これにより金属層11中に放射性同位元素12が含有される。ターゲット基板13の材料として、溶解液で溶解しない材料が採用され、例えば、Au、Ptなどが採用される。図2に示すターゲット基板13は円板状に形成されているが、形状や厚さは特に限定されない。ターゲット材料である金属層11の材料として、例えば、64Ni、89Y、100Mo、68Znなどが挙げられる。当該金属層11に対応して生成される放射性同位元素12として、64Cu、89Zr、99mTc、68Gaなどが挙げられる。金属層11は、ターゲット基板13の表面10aにめっき処理を施すことによって形成される。また、めっき処理に限らず、板状の金属層をターゲット基板13に貼り付けてもよい。図2に示す金属層11は、ターゲット基板13の中央位置に円形状に形成されているが、形状や位置は特に限定されない。なお、ターゲット基板13の裏面10bには、金属層11に荷電粒子線Bが照射されるとき、冷却水などが供給される。これにより、荷電粒子線Bの照射による金属層11(及びターゲット基板13)の発熱を、冷却水等で吸収することができる。 The solid target 10 will be described with reference to FIG. 2. The solid target 10 includes a target substrate 13 and a metal layer 11. Specifically, as shown in FIG. 2, the solid target 10 includes a metal layer 11 formed as a target material on a target substrate 13 made of a metal plate. The metal layer 11 is not limited to a layer of a high-purity metal, but may be a layer of a metal oxide. The target substrate 13 is set in an apparatus, and the metal layer 11 is irradiated with a charged particle beam B, so that a small amount of radioactive isotopes 12 are generated in the irradiated portion. As a result, the radioactive isotopes 12 are contained in the metal layer 11. As a material for the target substrate 13, a material that is not dissolved in a dissolving solution is adopted, such as Au, Pt, etc. The target substrate 13 shown in FIG. 2 is formed in a disk shape, but the shape and thickness are not particularly limited. Examples of materials for the metal layer 11, which is a target material, include 64 Ni, 89 Y, 100 Mo, and 68 Zn. Examples of the radioisotope 12 generated corresponding to the metal layer 11 include 64 Cu, 89 Zr, 99m Tc, and 68 Ga. The metal layer 11 is formed by plating the front surface 10a of the target substrate 13. In addition, the metal layer 11 may be attached to the target substrate 13 without being limited to plating. The metal layer 11 shown in FIG. 2 is formed in a circular shape at the center of the target substrate 13, but the shape and position are not particularly limited. In addition, when the metal layer 11 is irradiated with the charged particle beam B, cooling water or the like is supplied to the rear surface 10b of the target substrate 13. This allows the heat generated by the metal layer 11 (and the target substrate 13) due to the irradiation with the charged particle beam B to be absorbed by the cooling water or the like.

次に、図3を参照して、ターゲット照射システム3の構成の詳細について説明する。ターゲット照射システム3は、金属層11を有する固体ターゲット10へサイクロトロン2から出射された荷電粒子線を照射して金属層11の放射性同位元素を生成する。ターゲット照射システム3は、ターゲット照射装置20と、溶解装置21と、搬送装置22と、制御部50を備える。Next, the configuration of the target irradiation system 3 will be described in detail with reference to Fig. 3. The target irradiation system 3 irradiates a solid target 10 having a metal layer 11 with a charged particle beam emitted from a cyclotron 2 to generate radioisotopes of the metal layer 11. The target irradiation system 3 includes a target irradiation device 20, a melting device 21, a transport device 22, and a control unit 50.

ターゲット照射装置20は、建屋150に設けられた室内(サイクロトロン室152内)に配置され、固体ターゲット10を荷電粒子線Bの照射位置にて保持して固体ターゲット10への荷電粒子線Bの照射を可能とする装置である。ターゲット照射装置20は、金属層11を有する固体ターゲット10を荷電粒子線Bの照射位置にて保持する。また、ターゲット照射装置20は、固体ターゲット10に対する荷電粒子線Bの照射が終了したら、固体ターゲット10の保持を解除する。具体的には、ターゲット照射装置20は、固定ユニット23と、可動ユニット24と、を備える。ターゲット照射装置20は、固体ターゲット10を固定ユニット23と可動ユニット24とで挟み込むことによって、固体ターゲット10を照射位置RPに保持する。固定ユニット23及び可動ユニット24は、いずれも遮蔽シールド4内に収容されている。The target irradiation device 20 is disposed in a room (inside the cyclotron room 152) provided in the building 150, and is a device that holds the solid target 10 at the irradiation position of the charged particle beam B to enable irradiation of the charged particle beam B to the solid target 10. The target irradiation device 20 holds the solid target 10 having the metal layer 11 at the irradiation position of the charged particle beam B. In addition, when the irradiation of the charged particle beam B to the solid target 10 is completed, the target irradiation device 20 releases the holding of the solid target 10. Specifically, the target irradiation device 20 includes a fixed unit 23 and a movable unit 24. The target irradiation device 20 holds the solid target 10 at the irradiation position RP by sandwiching the solid target 10 between the fixed unit 23 and the movable unit 24. Both the fixed unit 23 and the movable unit 24 are housed in the shielding shield 4.

固定ユニット23は、サイクロトロン2の外周部に固定された筒状の部材である。固定ユニット23は、サイクロトロン2から出射される荷電粒子線Bの照射軸BLに沿って延びた状態で、サイクロトロン2の外周から突出した状態で設けられる。固定ユニット23は、荷電粒子線Bの照射軸BLに対応する位置に当該荷電粒子線Bを通過させるための内部空間26を備えている。内部空間26は、照射軸BLを中心線として、当該照射軸BLに沿って延びるように形成される。固定ユニット23及び内部空間26は、水平方向に対して、下方へ傾斜するように配置されている。The fixed unit 23 is a cylindrical member fixed to the outer periphery of the cyclotron 2. The fixed unit 23 is provided in a state where it extends along the irradiation axis BL of the charged particle beam B emitted from the cyclotron 2 and protrudes from the outer periphery of the cyclotron 2. The fixed unit 23 has an internal space 26 for passing the charged particle beam B at a position corresponding to the irradiation axis BL of the charged particle beam B. The internal space 26 is formed so as to extend along the irradiation axis BL with the irradiation axis BL as its center line. The fixed unit 23 and the internal space 26 are arranged so as to be inclined downward with respect to the horizontal direction.

固定ユニット23は、下端側に、可動ユニット24の上面と対向する対向面23aとして水平方向に広がる面を有している。固定ユニット23は、対向面23aの位置で固体ターゲット10を保持する。対向面23aには、Oリング等のシール部材が設けられている。対向面23aは、シール部材を介して固体ターゲット10と当接することで、固体ターゲット10に対するシール面としても機能する。本実施形態では、対向面23aにおいて内部空間26が開口する箇所(さらにそのうちの照射軸BLの位置)が照射位置RPに該当する。従って、ターゲット照射装置20が固体ターゲット10を保持するときは、固体ターゲット10のうち、金属層11が内部空間26の開口に配置されるように保持する。The fixed unit 23 has a surface extending horizontally at the lower end as the facing surface 23a that faces the upper surface of the movable unit 24. The fixed unit 23 holds the solid target 10 at the position of the facing surface 23a. A sealing member such as an O-ring is provided on the facing surface 23a. The facing surface 23a also functions as a sealing surface for the solid target 10 by abutting against the solid target 10 via the sealing member. In this embodiment, the location where the internal space 26 opens on the facing surface 23a (and further the position of the irradiation axis BL therein) corresponds to the irradiation position RP. Therefore, when the target irradiation device 20 holds the solid target 10, the metal layer 11 of the solid target 10 is held so as to be positioned at the opening of the internal space 26.

固定ユニット23は、内部空間26の中途位置に、真空ホイル25を備えている。真空ホイル25は、内部空間26のうち、真空ホイル25より上流側の領域を真空に保つ。The fixed unit 23 is provided with a vacuum foil 25 at a midpoint of the internal space 26. The vacuum foil 25 maintains a vacuum in the area of the internal space 26 upstream of the vacuum foil 25.

固定ユニット23は、照射位置に配置された荷電粒子線B及び真空ホイル25にヘリウムなどのガスを吹き付ける流路27を有している。流路27は、メイン流路27aと、当該メイン流路27aから分岐する分岐流路27b,27cを有する。分岐流路27bは、真空ホイル25へ向かって延びており、当該真空ホイル25にガスを吹き付ける。分岐流路27cは、固体ターゲット10の照射位置RPへ向けて延びており、保持された固体ターゲット10に対してガスを吹き付ける。The fixed unit 23 has a flow path 27 that sprays a gas such as helium onto the charged particle beam B and the vacuum foil 25 arranged at the irradiation position. The flow path 27 has a main flow path 27a and branch flow paths 27b and 27c that branch off from the main flow path 27a. The branch flow path 27b extends toward the vacuum foil 25 and sprays gas onto the vacuum foil 25. The branch flow path 27c extends toward the irradiation position RP of the solid target 10 and sprays gas onto the held solid target 10.

可動ユニット24は、固定ユニット23に対して上下方向に進退する。可動ユニット24は、固体ターゲット10を搬送トレイ60に設置する際には、固定ユニット23から下方へ離間した位置に配置される。可動ユニット24は、固体ターゲット10を照射位置RPに保持する際には、固定ユニット23との間で固体ターゲット10を挟み込む位置に配置される(図5参照)。The movable unit 24 moves up and down relative to the fixed unit 23. When placing the solid target 10 on the transport tray 60, the movable unit 24 is positioned at a position spaced downward from the fixed unit 23. When holding the solid target 10 at the irradiation position RP, the movable unit 24 is positioned to sandwich the solid target 10 between itself and the fixed unit 23 (see FIG. 5).

可動ユニット24は、上下方向に延びる円柱状の形状を有している。可動ユニット24は、外周面の一部において、上下方向へ移動する駆動機構28と接続されている。可動ユニット24の上端には、上方へ突出する小径部29が形成されている。小径部29の径は、少なくとも後述の搬送トレイ60の内周部の径よりも小さい。これにより、小径部29は、搬送トレイ60の内周側の貫通孔を通過して、固体ターゲット10と当接し、当該固体ターゲット10を上方の固定ユニット23に押し付ける。The movable unit 24 has a cylindrical shape extending in the vertical direction. The movable unit 24 is connected to a drive mechanism 28 that moves in the vertical direction at a portion of its outer circumferential surface. A small diameter portion 29 that protrudes upward is formed at the upper end of the movable unit 24. The diameter of the small diameter portion 29 is smaller than at least the diameter of the inner circumferential portion of the transport tray 60 described below. As a result, the small diameter portion 29 passes through a through hole on the inner circumferential side of the transport tray 60 and abuts against the solid target 10, pressing the solid target 10 against the fixed unit 23 above.

可動ユニット24は、小径部29の上端側に、固定ユニット23の対向面23aと対向する対向面24aとして水平方向に広がる面を有している。対向面24aには、Oリング等のシール部材が設けられている。対向面24aは、シール部材を介して固体ターゲット10と当接することで、固体ターゲット10に対するシール面としても機能する。ターゲット照射装置20が固体ターゲット10を保持するときは、対向面23aと対向面24aとが固体ターゲット10を挟み込む(図5参照)。The movable unit 24 has a surface extending horizontally at the upper end side of the small diameter portion 29 as an opposing surface 24a that faces the opposing surface 23a of the fixed unit 23. A sealing member such as an O-ring is provided on the opposing surface 24a. The opposing surface 24a abuts against the solid target 10 via the sealing member, and therefore also functions as a sealing surface for the solid target 10. When the target irradiation device 20 holds the solid target 10, the opposing surfaces 23a and 24a sandwich the solid target 10 (see FIG. 5).

なお、可動ユニット24は、対向面24aで開口する内部空間31を有する。内部空間31は、固体ターゲット10を冷却するための冷却媒体を貯留するための空間である。内部空間31には、冷却媒体を供給するための供給管32と、冷却媒体を排出するための排出管33と、が接続されている。The movable unit 24 has an internal space 31 that opens at the opposing surface 24a. The internal space 31 is a space for storing a cooling medium for cooling the solid target 10. A supply pipe 32 for supplying the cooling medium and a discharge pipe 33 for discharging the cooling medium are connected to the internal space 31.

溶解装置21は、室内(サイクロトロン室152内)に配置され、ターゲット照射装置20によって荷電粒子線Bの照射が完了した固体ターゲット10に付着する放射性同位元素を溶解させる装置である。溶解装置21は、固体ターゲット10における放射性同位元素を含有する金属層11を溶解させる。溶解装置21は、固定ユニット40と、可動ユニット41と、を備える。溶解装置21は、固体ターゲット10を固定ユニット40と可動ユニット41とで挟み込んで保持する。溶解装置21は、固体ターゲット10を保持した状態にて、少なくとも金属層11に対して溶解液を供給し、当該溶解液に放射性同位元素を含む金属層11の金属を溶解させ、当該溶解液を放射性同位元素ごと回収する。溶解液として、塩酸、硝酸等が採用される。固定ユニット40及び可動ユニット41は、遮蔽シールド4内に収容されている。The melting device 21 is disposed inside the room (inside the cyclotron chamber 152) and is a device for melting radioisotopes attached to the solid target 10 after irradiation with the charged particle beam B by the target irradiation device 20. The melting device 21 melts the metal layer 11 containing the radioisotope in the solid target 10. The melting device 21 includes a fixed unit 40 and a movable unit 41. The melting device 21 holds the solid target 10 by sandwiching it between the fixed unit 40 and the movable unit 41. The melting device 21 supplies a dissolving liquid to at least the metal layer 11 while holding the solid target 10, dissolves the metal of the metal layer 11 containing the radioisotope in the dissolving liquid, and recovers the dissolving liquid together with the radioisotope. Hydrochloric acid, nitric acid, or the like is used as the dissolving liquid. The fixed unit 40 and the movable unit 41 are housed in the shielding shield 4.

固定ユニット40は、ターゲット照射装置20の固定ユニット23から、サイクロトロン2の反対側へ離間する位置に配置される。固定ユニット40は、上下方向に延びる円筒状の本体部48と、本体部48を外周側で支持する支持部49と、を備える。本体部48は、下端側に、可動ユニット41と対向する対向面40aとして水平方向に広がる面を有している。対向面40aの位置に固体ターゲット10が保持される。対向面40aには、Oリング等のシール部材が設けられている。対向面40aは、シール部材を介して固体ターゲット10と当接することで、固体ターゲット10に対するシール面としても機能する。対向面40aの位置に固体ターゲット10が保持される。The fixed unit 40 is disposed at a position spaced from the fixed unit 23 of the target irradiation device 20 on the opposite side of the cyclotron 2. The fixed unit 40 includes a cylindrical main body 48 extending in the vertical direction, and a support portion 49 that supports the main body 48 on the outer periphery. The main body 48 has a surface extending in the horizontal direction at the lower end thereof as an opposing surface 40a that faces the movable unit 41. The solid target 10 is held at the position of the opposing surface 40a. A sealing member such as an O-ring is provided on the opposing surface 40a. The opposing surface 40a abuts against the solid target 10 via the sealing member, and thus also functions as a sealing surface for the solid target 10. The solid target 10 is held at the position of the opposing surface 40a.

本体部48は、対向面40aで開口する内部空間42を有する。内部空間42は、固体ターゲット10の金属層11を溶解させるための溶解液を貯留するための溶解槽である。内部空間42には、溶解液を供給するための供給・吸引管43と、溶解液の吸引及び内部空間42内のガスを吸引する吸引管44と、が接続されている。対向面40aで開口する内部空間42の直径は、少なくとも固体ターゲット10の直径よりも小さく、金属層11の直径よりも大きい。なお、対向面40a自体の直径は特に限定されないが、本実施形態では固体ターゲット10の直径よりも小さくなっている。The main body 48 has an internal space 42 that opens at the facing surface 40a. The internal space 42 is a dissolving tank for storing a dissolving liquid for dissolving the metal layer 11 of the solid target 10. A supply/suction pipe 43 for supplying the dissolving liquid and a suction pipe 44 for suctioning the dissolving liquid and suctioning the gas in the internal space 42 are connected to the internal space 42. The diameter of the internal space 42 that opens at the facing surface 40a is at least smaller than the diameter of the solid target 10 and larger than the diameter of the metal layer 11. The diameter of the facing surface 40a itself is not particularly limited, but is smaller than the diameter of the solid target 10 in this embodiment.

支持部49は、本体部48の外周面から径方向外側へ広がる端面壁を有する円筒状の部材である。支持部49は、中央位置に本体部48を挿入するための貫通孔49aを備える。本体部48の上端部付近には、フランジ部が形成されている。このフランジ部が本体部48の貫通孔49aの上縁部に係合する。The support portion 49 is a cylindrical member having an end wall that extends radially outward from the outer circumferential surface of the main body portion 48. The support portion 49 has a through hole 49a at the center for inserting the main body portion 48. A flange portion is formed near the upper end of the main body portion 48. This flange portion engages with the upper edge of the through hole 49a of the main body portion 48.

可動ユニット41は、固定ユニット40に対して上下方向に進退する。可動ユニット41は、固体ターゲット10を固定ユニット40へ取り付ける際には、固定ユニット40から下方へ離間した位置に配置される。可動ユニット41は、固体ターゲット10の金属層11を溶解装置21で溶解する際には、固定ユニット40との間で固体ターゲット10を挟み込む位置に配置される(図9参照)。The movable unit 41 moves up and down relative to the fixed unit 40. When attaching the solid target 10 to the fixed unit 40, the movable unit 41 is positioned at a position spaced downward from the fixed unit 40. When melting the metal layer 11 of the solid target 10 with the melting device 21, the movable unit 41 is positioned to sandwich the solid target 10 between itself and the fixed unit 40 (see FIG. 9).

可動ユニット41は、本体部46と、本体部46の上端側に設けられた受皿部47と、を備える。本体部46は、上下方向に延びる円柱状の形状を有している。本体部46は、外周面の一部において、上下方向へ移動する駆動機構(不図示)と接続されている。本体部46の上端には、受皿部47を支持するための溝構造が形成されている。The movable unit 41 comprises a main body 46 and a receiving tray 47 provided on the upper end side of the main body 46. The main body 46 has a cylindrical shape extending in the vertical direction. A part of the outer circumferential surface of the main body 46 is connected to a drive mechanism (not shown) that moves in the vertical direction. A groove structure for supporting the receiving tray 47 is formed at the upper end of the main body 46.

受皿部47は、本体部46の上端にて水平方向に広がる底壁部47aと、底壁部47aの外周縁から上方へ立ち上がる側壁部47bと、を備えている。底壁部47aは、固定ユニット40の対向面40aと対向する対向面41aとして水平方向に広がる面を有している。対向面41aは、固体ターゲット10と当接する。溶解装置21が固体ターゲット10を保持するときは、対向面40aと対向面41aとが固体ターゲット10を挟み込む(図9参照)。側壁部47bの内径は、固体ターゲット10の直径よりも大きい。また、固体ターゲット10を保持しているとき、側壁部47bの上端部は、固体ターゲット10よりも高い位置に配置される。従って、固体ターゲット10の金属層11を溶解している際に溶解液が内部空間42から漏れた場合、受皿部47が溶解液を受ける。なお、底壁部47aの下面側には、本体部46の溝構造と嵌合するための凹凸構造を有する。The receiving tray 47 has a bottom wall 47a that extends horizontally at the upper end of the main body 46, and a side wall 47b that rises upward from the outer periphery of the bottom wall 47a. The bottom wall 47a has a surface that extends horizontally as an opposing surface 41a that faces the opposing surface 40a of the fixed unit 40. The opposing surface 41a abuts against the solid target 10. When the melting device 21 holds the solid target 10, the opposing surfaces 40a and 41a sandwich the solid target 10 (see FIG. 9). The inner diameter of the side wall 47b is larger than the diameter of the solid target 10. In addition, when the solid target 10 is held, the upper end of the side wall 47b is positioned higher than the solid target 10. Therefore, if the melting liquid leaks from the internal space 42 while the metal layer 11 of the solid target 10 is being melted, the receiving tray 47 receives the melting liquid. The bottom wall portion 47 a has a recessed and protruding structure on the lower surface thereof for fitting with the groove structure of the main body portion 46 .

溶解装置21において、溶解液と接触する本体部48及び受皿部47は、交換可能なディスポーザブル部品として構成されている。すなわち、本体部48は、支持部49に対して着脱可能に取り付けられている。受皿部47は、本体部46に対して着脱可能に取り付けられている。ここで、「着脱可能」とは、一度取り付けても、作業者が通常のメンテナンス作業で容易に取り外し可能な取り付け態様であることを示す。例えば、着脱可能な取り付け構造としては、ボルト接合によって取り付ける構造や、溶解中に外れない程度の強度で嵌合、係合させることで取り付ける構造などが挙げられる。例えば、溶接や溶着などの固定構造は、着脱可能な態様に該当しない。交換可能な本体部48及び受皿部47の材質は、例えばテフロン(登録商標)などの耐酸性が高いものを用いることができる。In the dissolving device 21, the main body 48 and the receiving pan 47 that come into contact with the dissolving liquid are configured as replaceable disposable parts. That is, the main body 48 is detachably attached to the support 49. The receiving pan 47 is detachably attached to the main body 46. Here, "detachable" refers to an attachment mode that allows an operator to easily remove the parts through normal maintenance work even after they have been attached once. For example, examples of a removable attachment structure include a structure that is attached by bolting, and a structure that is attached by fitting and engaging with a strength that does not come off during dissolving. For example, a fixing structure such as welding or welding does not fall under the category of a removable mode. The material of the replaceable main body 48 and the receiving pan 47 can be highly acid-resistant, such as Teflon (registered trademark).

搬送装置22は、ターゲット照射装置20による保持が解除された固体ターゲット10を、溶解装置21まで搬送する装置である。搬送装置22は、ターゲット照射装置20から溶解装置21へ固体ターゲット10を搬送する。搬送装置22は、遮蔽シールド4内に配置される。搬送装置22は、固体ターゲット10を載置させた状態で搬送する搬送トレイ60と、搬送トレイ60を駆動する搬送駆動部61と、を備える。搬送トレイ60は、上面側に固体ターゲット10を支持するための支持部を有する円環状の部材である。搬送トレイ60は、上面における内周側の縁部に全周に渡って形成された溝部を有しており、当該溝部に固体ターゲット10の下面側の外周縁を載せる。搬送駆動部61は、図示されない駆動源及び駆動力伝達機構の組み合わせによって構成される。搬送駆動部61は、少なくとも、荷電粒子線照射後の固体ターゲット10を溶解装置21へ搬送するときに、搬送トレイ60をターゲット照射装置20の位置から水平方向へ移動させることで、溶解装置21の位置へ搬送する。搬送駆動部61は、ターゲット照射装置20の固定ユニット23と可動ユニット24との間の領域から、溶解装置21の固定ユニット40と可動ユニット41との間の領域へ、搬送トレイ60を搬送する。なお、搬送駆動部61は、回転モータ及びリニアモータなどの公知の駆動源と、ギア及びロッドなどの駆動力伝達機構を用いて構成されていればよい。搬送駆動部61は、他の部材との干渉を避けることのでき、且つ所望の動作を行えるように構成されていれば、どのような構成であってもよい。なお、各段階における搬送トレイ60の位置については、後述の動作の説明の際に詳細に説明する。The transport device 22 transports the solid target 10 released from the target irradiation device 20 to the melting device 21. The transport device 22 transports the solid target 10 from the target irradiation device 20 to the melting device 21. The transport device 22 is arranged inside the shield 4. The transport device 22 includes a transport tray 60 that transports the solid target 10 placed thereon, and a transport drive unit 61 that drives the transport tray 60. The transport tray 60 is an annular member having a support unit for supporting the solid target 10 on the upper surface side. The transport tray 60 has a groove formed around the entire circumference on the inner edge of the upper surface, and the outer edge of the lower surface side of the solid target 10 is placed on the groove. The transport drive unit 61 is composed of a combination of a drive source and a drive force transmission mechanism not shown. The transport drive unit 61 transports the transport tray 60 to the melting device 21 by moving the transport tray 60 in the horizontal direction from the position of the target irradiation device 20 when transporting the solid target 10 after the charged particle beam irradiation to the melting device 21. The transport drive unit 61 transports the transport tray 60 from the region between the fixed unit 23 and the movable unit 24 of the target irradiation device 20 to the region between the fixed unit 40 and the movable unit 41 of the melting device 21. The transport drive unit 61 may be configured using a known drive source such as a rotary motor and a linear motor, and a drive force transmission mechanism such as a gear and a rod. The transport drive unit 61 may have any configuration as long as it can avoid interference with other members and can perform the desired operation. The position of the transport tray 60 at each stage will be described in detail when explaining the operation described later.

制御部50は、自己シールド型サイクロトロンシステム100を制御する。制御部50は、CPU、RAM、ROM及び入出力インターフェース等から構成されている。制御部50は、装置内の各センサーからの検知信号、及びROMに保存されたプログラムに基づき制御内容を決定し、自己シールド型サイクロトロンシステム100内の各構成要素を制御する。なお、制御部50は、一つの処理装置によって構成されていなくともよく、複数の処理装置によって構成されてよい。制御部50は、遮蔽シールド4内に配置されてもよく、遮蔽シールド4外に配置されてもよい。The control unit 50 controls the self-shielded cyclotron system 100. The control unit 50 is composed of a CPU, RAM, ROM, an input/output interface, etc. The control unit 50 determines the control content based on detection signals from each sensor in the device and a program stored in the ROM, and controls each component in the self-shielded cyclotron system 100. The control unit 50 does not have to be composed of one processing device, and may be composed of multiple processing devices. The control unit 50 may be placed inside the shielding shield 4 or outside the shielding shield 4.

制御部50は、照射制御部51と、保持制御部52と、溶解制御部53と、搬送制御部54と、を備える。照射制御部51は、主にサイクロトロン2を制御し、サイクロトロン2による荷電粒子線Bの照射に関する動作を制御する。保持制御部52は、主にターゲット照射装置20を制御し、ターゲット照射装置20による固体ターゲット10の保持に関する動作を制御する。溶解制御部53は、主に溶解装置21を制御し、固体ターゲット10の金属層11を溶解させることに関する動作を制御する。搬送制御部54は、主に搬送装置22を制御し、固体ターゲット10の搬送に関する動作を制御する。搬送制御部54は、金属層11への荷電粒子線Bの照射の後、ターゲット照射装置20に保持された固体ターゲット10を溶解装置21へ搬送するように、搬送装置22を制御する。The control unit 50 includes an irradiation control unit 51, a holding control unit 52, a melting control unit 53, and a transport control unit 54. The irradiation control unit 51 mainly controls the cyclotron 2 and controls operations related to the irradiation of the charged particle beam B by the cyclotron 2. The holding control unit 52 mainly controls the target irradiation device 20 and controls operations related to the holding of the solid target 10 by the target irradiation device 20. The melting control unit 53 mainly controls the melting device 21 and controls operations related to melting the metal layer 11 of the solid target 10. The transport control unit 54 mainly controls the transport device 22 and controls operations related to the transport of the solid target 10. The transport control unit 54 controls the transport device 22 to transport the solid target 10 held by the target irradiation device 20 to the melting device 21 after the irradiation of the metal layer 11 with the charged particle beam B.

次に、図3~図9を参照して、ターゲット照射システム3の動作について、制御部50による制御処理の内容と共に説明する。図4は、制御部50の制御処理の内容を示すフローチャートである。図4~図9は、動作中の各段階におけるターゲット照射システム3の状態について示す図である。なお、説明のため、図4~9では、制御部50及び搬送駆動部61の表示を省略している。また、説明に用いられない符号についても適宜省略している場合がある。 Next, the operation of the target irradiation system 3 will be described together with the contents of the control process by the control unit 50 with reference to Figures 3 to 9. Figure 4 is a flowchart showing the contents of the control process by the control unit 50. Figures 4 to 9 are diagrams showing the state of the target irradiation system 3 at each stage during operation. For the sake of explanation, the control unit 50 and the transport drive unit 61 have been omitted from Figures 4 to 9. Reference symbols that are not used in the explanation may also be omitted as appropriate.

図4に示すように、制御部50は、固体ターゲット10をターゲット照射システム3にセットするための処理を行う(ステップS10)。S10の処理では、制御部50は、ターゲット照射装置20、溶解装置21、及び搬送装置22を初期状態の位置に配置する。制御部50は、各構成要素の駆動部を駆動させることで、ターゲット照射システム3を図3に示す状態とする。この状態では、可動ユニット24は固定ユニット23から下方へ離間した位置に配置される。可動ユニット41は、固定ユニット40から下方へ離間した位置に配置される。搬送トレイ60は、固定ユニット23から下方へ離間した位置であって、基準高さの位置に配置される。ここで、「基準高さ」とは、高さ方向において、固定ユニット23と可動ユニット24との間であり、且つ固定ユニット40と可動ユニット41との間の、所定の高さ位置であるものとする。当該高さ位置では、搬送トレイ60は、水平方向に移動しても各ユニット23,24,40,41と干渉しない。制御部50は、作業者に対して、固体ターゲット10をセット可能な状態となったことをモニタ等通知してもよい。作業者が搬送トレイ60に固体ターゲット10を載せたことを検知したら、制御部50は、固体ターゲット10のセットが完了したことを把握する。制御部50は、センサーによる検知、または作業者の入力によって、固体ターゲット10のセットが完了したことを検知してよい。 As shown in FIG. 4, the control unit 50 performs a process for setting the solid target 10 in the target irradiation system 3 (step S10). In the process of S10, the control unit 50 places the target irradiation device 20, the melting device 21, and the transport device 22 in their initial positions. The control unit 50 drives the drive units of each component to place the target irradiation system 3 in the state shown in FIG. 3. In this state, the movable unit 24 is placed at a position spaced downward from the fixed unit 23. The movable unit 41 is placed at a position spaced downward from the fixed unit 40. The transport tray 60 is placed at a position spaced downward from the fixed unit 23 and at a reference height. Here, the "reference height" is a predetermined height position between the fixed unit 23 and the movable unit 24 in the height direction, and between the fixed unit 40 and the movable unit 41. At this height position, the transport tray 60 does not interfere with each unit 23, 24, 40, and 41 even if it moves horizontally. The control unit 50 may notify the operator via a monitor or the like that the solid target 10 can be set. When the control unit 50 detects that the operator has placed the solid target 10 on the carrier tray 60, the control unit 50 grasps that the setting of the solid target 10 has been completed. The control unit 50 may detect that the setting of the solid target 10 has been completed by detection by a sensor or an input by the operator.

次に、制御部50は、固体ターゲット10を荷電粒子線Bの照射位置RPにて保持する処理を行う(ステップS20:図4)。S20では、制御部50の保持制御部52は、可動ユニット24の駆動機構28を制御することにより、可動ユニット24を上方へ移動させる。これにより、図5に示すように、固体ターゲット10が照射位置RPにて、固定ユニット23と可動ユニット24とに挟まれた状態となる。なお、可動ユニット24が上方へ移動する過程で、搬送トレイ60に載置された固体ターゲット10は、当該搬送トレイ60の貫通孔を下方から通過して来た可動ユニット24に支持される。このとき、搬送トレイ60は、可動ユニット24に支持された状態で上昇してよい。あるいは、搬送トレイ60は、可動ユニット24と共に上昇するように駆動してもよい。Next, the control unit 50 performs a process of holding the solid target 10 at the irradiation position RP of the charged particle beam B (step S20: FIG. 4). In S20, the holding control unit 52 of the control unit 50 controls the drive mechanism 28 of the movable unit 24 to move the movable unit 24 upward. As a result, as shown in FIG. 5, the solid target 10 is sandwiched between the fixed unit 23 and the movable unit 24 at the irradiation position RP. In addition, in the process of the movable unit 24 moving upward, the solid target 10 placed on the conveying tray 60 is supported by the movable unit 24 that has passed through the through hole of the conveying tray 60 from below. At this time, the conveying tray 60 may rise while being supported by the movable unit 24. Alternatively, the conveying tray 60 may be driven to rise together with the movable unit 24.

次に、制御部50は、固体ターゲット10に荷電粒子線Bを照射する処理を行う(ステップS30:図4)。S30では、制御部50の照射制御部51は、サイクロトロン2を制御することで、固体ターゲット10へ荷電粒子線Bを照射する。このとき、保持制御部52は、固定ユニット23の流路27から固体ターゲット10及び真空ホイル25へヘリウムガスなどを吹き付けるように、流路系を制御する。また、保持制御部52は、供給管32及び排出管33の管路系を制御して、内部空間31へ冷却媒体を流して固体ターゲット10を冷却する。Next, the control unit 50 performs a process of irradiating the solid target 10 with the charged particle beam B (step S30: FIG. 4). In S30, the irradiation control unit 51 of the control unit 50 controls the cyclotron 2 to irradiate the solid target 10 with the charged particle beam B. At this time, the holding control unit 52 controls the flow path system so that helium gas or the like is sprayed from the flow path 27 of the fixing unit 23 to the solid target 10 and the vacuum foil 25. The holding control unit 52 also controls the piping system of the supply pipe 32 and the exhaust pipe 33 to flow a cooling medium into the internal space 31 to cool the solid target 10.

S30の処理が終了したら、制御部50の保持制御部52は、可動ユニット24の駆動機構28を制御することにより、可動ユニット24を下方へ移動させる。これにより、図6に示すように、可動ユニット24が初期状態の位置へ戻る。また、搬送トレイも60も、固体ターゲット10を載せた状態で、基準高さの位置に戻る。 When the process of S30 is completed, the holding control unit 52 of the control unit 50 controls the drive mechanism 28 of the movable unit 24 to move the movable unit 24 downward. This causes the movable unit 24 to return to its initial position as shown in Figure 6. The transport tray 60 also returns to its reference height position with the solid target 10 loaded thereon.

次に、制御部50は、固体ターゲット10をターゲット照射装置20から溶解装置21へ搬送する処理を行う(ステップS40:図4)S40では、制御部50の搬送制御部54は、搬送装置22の搬送駆動部61(図3参照)を制御して、搬送トレイ60をターゲット照射装置20から溶解装置21の位置へ水平に移動させる。これにより、図7に示すように、搬送トレイ60は、高さ方向においては基準高さの位置を維持しつつ、固定ユニット40と可動ユニット41との間に配置される。これにより、固体ターゲット10は、内部空間42が開口した対向面40aと下方側で対向する位置に配置される。Next, the control unit 50 performs a process of transporting the solid target 10 from the target irradiation device 20 to the melting device 21 (step S40: Figure 4). In S40, the transport control unit 54 of the control unit 50 controls the transport drive unit 61 (see Figure 3) of the transport device 22 to horizontally move the transport tray 60 from the target irradiation device 20 to the position of the melting device 21. As a result, as shown in Figure 7, the transport tray 60 is positioned between the fixed unit 40 and the movable unit 41 while maintaining a position at the reference height in the height direction. As a result, the solid target 10 is positioned at a position facing the opposing surface 40a, which opens into the internal space 42, on the lower side.

次に、制御部50は、固体ターゲット10を溶解装置21へセットする処理を行う(ステップS50:図4)。S50では、図8に示すように、制御部50の溶解制御部53は、吸引管44の管路系を制御して、内部空間42を介して対向面40aに固体ターゲット10を吸着させる。なお、固体ターゲット10を吸着する前に、搬送トレイ60の上昇により、固体ターゲット10を本体部48の対向面40aへ押し付ける。これにより、固体ターゲット10と本体部48との間に設けられたOリング(不図示)を押しつぶした状態で、内部空間をシールする。この後、搬送制御部54は、搬送駆動部61(図3参照)を制御して、搬送トレイ60をターゲット照射装置20側の位置へ移動させておく。これにより、搬送トレイ60が可動ユニット41と干渉することを回避する。Next, the control unit 50 performs a process of setting the solid target 10 in the melting device 21 (step S50: FIG. 4). In S50, as shown in FIG. 8, the melting control unit 53 of the control unit 50 controls the piping system of the suction tube 44 to adsorb the solid target 10 to the facing surface 40a through the internal space 42. Before adsorbing the solid target 10, the conveying tray 60 is raised to press the solid target 10 against the facing surface 40a of the main body 48. As a result, the O-ring (not shown) provided between the solid target 10 and the main body 48 is crushed to seal the internal space. After this, the conveying control unit 54 controls the conveying drive unit 61 (see FIG. 3) to move the conveying tray 60 to a position on the target irradiation device 20 side. This prevents the conveying tray 60 from interfering with the movable unit 41.

S50では、溶解制御部53は、可動ユニット41の駆動部を制御して、可動ユニット41を上方へ移動させる。これにより、図9に示すように、固体ターゲット10は、固定ユニット40の対向面40aと可動ユニット41の対向面41aとに挟まれた状態となる。このとき、固体ターゲット10は、受皿部47に収容された状態で、上方から本体部48に押圧された状態となる。In S50, the dissolution control unit 53 controls the drive unit of the movable unit 41 to move the movable unit 41 upward. As a result, as shown in Fig. 9, the solid target 10 is sandwiched between the opposing surface 40a of the fixed unit 40 and the opposing surface 41a of the movable unit 41. At this time, the solid target 10 is housed in the receiving tray 47 and is pressed against the main body 48 from above.

次に、制御部50は、固体ターゲット10の金属層11を溶解装置21で溶解させることにより、金属層11に含まれる放射性同位元素を回収する処理を行う(ステップS60:図4)。S60では、制御部50の溶解制御部53は、供給・吸引管43の管路系を制御して、供給・吸引管43から内部空間42へ溶解液SLを供給する。また、溶解制御部53は、吸引管44の管路系を制御して、放射性同位元素が溶解した溶解液SLを供給・吸引管43で吸引して回収する。以上により、図4に示す制御処理が終了する。なお、放射性同位元素の回収が終了した後、作業者は、固体ターゲット10を本体部48及び受皿部47ごと取り外し、遮蔽シールド4の外部へ出す。Next, the control unit 50 performs a process of recovering the radioisotopes contained in the metal layer 11 by dissolving the metal layer 11 of the solid target 10 with the dissolving device 21 (step S60: FIG. 4). In S60, the dissolution control unit 53 of the control unit 50 controls the pipeline system of the supply/suction tube 43 to supply the dissolution liquid SL from the supply/suction tube 43 to the internal space 42. The dissolution control unit 53 also controls the pipeline system of the suction tube 44 to suck and recover the dissolution liquid SL in which the radioisotopes are dissolved with the supply/suction tube 43. This completes the control process shown in FIG. 4. After the radioisotopes have been recovered, the operator removes the solid target 10 together with the main body 48 and the receiving tray 47 and takes it out of the shield 4.

放射性同位元素が溶解した溶解液SLは、図1に示すように、遮蔽シールド4の外部へ排出されて、溶解液SL中の放射性同位元素の精製を行う精製装置や薬剤の合成を行う合成装置などの装置160へ送られる。精製装置や合成装置は、同じ建屋150内に配置されていてもよく、別の建屋(施設)に配置されてもよい。同じ建屋150内の合成装置等に溶解液SLを輸送する場合には、供給・吸引管43につながる輸送管161にて溶解液SLを合成装置等へ送る。溶解液SLからは放射線が放出されるため、輸送管161は遮蔽シールドで覆う、または、建屋150の遮蔽壁(床や壁)内に通す。別の建屋へ溶解液SLを搬送する場合には、回収した溶解液SLを遮蔽箱(外部への放射線の放出を抑制する箱であり、鉛箱のようなもの)中に貯留し、自動車等によって、この遮蔽箱ごと搬送する。As shown in FIG. 1, the solution SL in which the radioisotopes are dissolved is discharged outside the shield 4 and sent to a device 160 such as a refining device for refining the radioisotopes in the solution SL or a synthesis device for synthesizing drugs. The refining device or synthesis device may be located in the same building 150 or in a different building (facility). When the solution SL is transported to a synthesis device or the like in the same building 150, the solution SL is sent to the synthesis device or the like through a transport pipe 161 connected to the supply/suction pipe 43. Since radiation is emitted from the solution SL, the transport pipe 161 is covered with a shield or passes through a shielding wall (floor or wall) of the building 150. When the solution SL is transported to another building, the collected solution SL is stored in a shielding box (a box that suppresses the emission of radiation to the outside, such as a lead box) and transported together with the shielding box by a vehicle or the like.

次に、本実施形態に係るターゲット照射システム3の作用・効果について説明する。 Next, we will explain the action and effects of the target irradiation system 3 of this embodiment.

本実施形態に係るターゲット照射システム3は、金属層11を有する固体ターゲット10へサイクロトロン2から出射された荷電粒子線Bを照射して金属層11の放射性同位元素を生成するターゲット照射システム3であって、建屋150に設けられたサイクロトロン室152内に配置され、固体ターゲット10を荷電粒子線Bの照射位置にて保持して固体ターゲット10への荷電粒子線Bの照射を可能とするターゲット照射装置20と、サイクロトロン室152内に配置され、ターゲット照射装置20によって荷電粒子線Bの照射が完了した固体ターゲット10に付着する放射性同位元素を溶解させる溶解装置21と、を備える。The target irradiation system 3 according to this embodiment is a target irradiation system 3 that irradiates a solid target 10 having a metal layer 11 with a charged particle beam B emitted from a cyclotron 2 to generate radioactive isotopes in the metal layer 11, and is equipped with a target irradiation device 20 that is arranged in a cyclotron chamber 152 provided in a building 150 and holds the solid target 10 at an irradiation position for the charged particle beam B to enable irradiation of the solid target 10 with the charged particle beam B, and a melting device 21 that is arranged in the cyclotron chamber 152 and melts radioactive isotopes attached to the solid target 10 after irradiation of the charged particle beam B by the target irradiation device 20 has been completed.

ターゲット照射システム3において、ターゲット照射装置20は、固体ターゲット10を荷電粒子線Bの照射位置にて保持して固体ターゲット10への荷電粒子線Bの照射を可能とする。これにより、固体ターゲット10の金属層11のうち、荷電粒子線Bが照射された箇所には、放射性同位元素が形成される。また、溶解装置21は、ターゲット照射装置20によって荷電粒子線Bの照射が完了した固体ターゲット10に付着する放射性同位元素を溶解させる。これにより、溶解液を回収することで、放射性同位元素を回収することが可能となる。ここで、ターゲット照射装置20及び溶解装置21は、建屋150に設けられたサイクロトロン室152内に配置される。従って、荷電粒子線を固体ターゲット10に照射する工程、及び放射性同位元素を溶解によって回収する工程は、いずれもサイクロトロン室152内にて行われる。従って、固体ターゲット10をターゲット照射装置20から取り出して速やかに溶解装置21で放射性同位元素を溶解させることができる。In the target irradiation system 3, the target irradiation device 20 holds the solid target 10 at the irradiation position of the charged particle beam B to enable irradiation of the charged particle beam B to the solid target 10. As a result, radioactive isotopes are formed in the metal layer 11 of the solid target 10 at the location irradiated with the charged particle beam B. In addition, the melting device 21 melts the radioactive isotopes attached to the solid target 10 after irradiation of the charged particle beam B by the target irradiation device 20 is completed. As a result, it is possible to recover the radioactive isotopes by recovering the dissolving liquid. Here, the target irradiation device 20 and the melting device 21 are arranged in a cyclotron chamber 152 provided in the building 150. Therefore, both the process of irradiating the solid target 10 with the charged particle beam and the process of recovering the radioactive isotopes by melting are performed in the cyclotron chamber 152. Therefore, the solid target 10 can be removed from the target irradiation device 20 and the radioactive isotopes can be quickly melted in the melting device 21.

ターゲット照射システム3は、サイクロトロン室152の床151に対してターゲット照射装置20を支持する支持部としての遮蔽シールド4を更に備え、溶解装置21は、支持部によって床151に対して支持される。この場合、ターゲット照射装置20及び溶解装置21が共通の支持部で支持されるため、両者を近い位置に配置することができる。The target irradiation system 3 further includes a shielding shield 4 as a support that supports the target irradiation device 20 against the floor 151 of the cyclotron chamber 152, and the melting device 21 is supported against the floor 151 by the support. In this case, since the target irradiation device 20 and the melting device 21 are supported by a common support, they can be positioned close to each other.

ターゲット照射システム3は、ターゲット照射装置20による保持が解除された固体ターゲット10を、溶解装置21まで搬送する搬送装置22を更に備える。この場合、ターゲット照射装置20から溶解装置21まで固体ターゲット10を速やかに搬送することが可能となる。The target irradiation system 3 further includes a transport device 22 that transports the solid target 10, which has been released from the target irradiation device 20, to the melting device 21. In this case, it is possible to quickly transport the solid target 10 from the target irradiation device 20 to the melting device 21.

ターゲット照射システム3は、サイクロトロン室152内に設けられ、サイクロトロン2とターゲット照射装置20とを内部に収容して、サイクロトロン2及びターゲット照射装置20から放出される放射線を遮蔽する遮蔽シールド4を更に備え、溶解装置21は、遮蔽シールド4内に設けられている。この場合、遮蔽シールド4は、ターゲット照射装置20から溶解装置21へ固体ターゲット10を搬送するときに、放射線を遮蔽することができる。The target irradiation system 3 is provided in the cyclotron chamber 152, houses the cyclotron 2 and the target irradiation device 20 therein, and further includes a shielding shield 4 that blocks radiation emitted from the cyclotron 2 and the target irradiation device 20, and the melting device 21 is provided in the shielding shield 4. In this case, the shielding shield 4 can block radiation when the solid target 10 is transported from the target irradiation device 20 to the melting device 21.

ターゲット照射システム3は、ターゲット照射装置20から溶解装置21へ固体ターゲット10を搬送する搬送装置22と、制御部50を更に備え、制御部50は、金属層11への荷電粒子線Bの照射の後、ターゲット照射装置20に保持された固体ターゲット10を溶解装置21へ搬送するように、搬送装置22を制御する。これにより、搬送装置22による固体ターゲット10の搬送が、制御部50によって自動的に行われる。これにより、作業者に対する被曝を更に抑制することができる。また、制御部50が自動的に固体ターゲット10の搬送を行うことで、作業時間の短縮を図ることができる。The target irradiation system 3 further includes a transport device 22 that transports the solid target 10 from the target irradiation device 20 to the melting device 21, and a control unit 50. The control unit 50 controls the transport device 22 to transport the solid target 10 held in the target irradiation device 20 to the melting device 21 after the metal layer 11 is irradiated with the charged particle beam B. As a result, the transport of the solid target 10 by the transport device 22 is automatically performed by the control unit 50. This makes it possible to further reduce exposure to workers. In addition, the control unit 50 automatically transports the solid target 10, thereby shortening the work time.

ターゲット照射システム3は、金属層11を有する固体ターゲット10へサイクロトロン2から出射された荷電粒子線Bを照射して金属層11の放射性同位元素を生成するターゲット照射システム3であって、固体ターゲット10を荷電粒子線Bの照射位置にて保持して固体ターゲット10への荷電粒子線Bの照射を可能とするターゲット照射装置20と、ターゲット照射装置20によって荷電粒子線Bの照射が完了した固体ターゲット10に付着する放射性同位元素を溶解させる溶解装置21と、を備え、ターゲット照射装置20及び溶解装置21は、建屋150に設けられた同一のサイクロトロン室152内に配置されている。このターゲット照射システム3によれば、上述と同様な作用・効果を得ることができる。The target irradiation system 3 is a target irradiation system 3 that irradiates a solid target 10 having a metal layer 11 with a charged particle beam B emitted from a cyclotron 2 to generate radioisotopes of the metal layer 11, and includes a target irradiation device 20 that holds the solid target 10 at the irradiation position of the charged particle beam B to enable irradiation of the solid target 10 with the charged particle beam B, and a melting device 21 that melts the radioisotopes attached to the solid target 10 after irradiation of the charged particle beam B by the target irradiation device 20 is completed, and the target irradiation device 20 and the melting device 21 are arranged in the same cyclotron room 152 provided in a building 150. With this target irradiation system 3, the same actions and effects as those described above can be obtained.

固体ターゲット10からの放射性同位元素の回収方法は、金属層11を有する固体ターゲット10に付着する当該金属層11の放射同位元素を回収する固体ターゲット10からの放射性同位元素の回収方法であって、建屋150に設けられた遮蔽室内に配置されたターゲット照射装置20によって、固体ターゲット10へ荷電粒子線Bを照射して固体ターゲット10に放射性同位元素を生成し、固体ターゲット10を搬送可能な搬送装置22によって、荷電粒子線Bの照射が完了した固体ターゲット10を、遮蔽室内に配置された溶解装置21へ搬送し、溶解装置21によって、固体ターゲット10に付着した放射性同位元素を溶解させる。この回収方法によれば、荷電粒子線Bを固体ターゲット10に照射する工程、固体ターゲット10を搬送する工程、及び放射性同位元素を溶解によって回収する工程は、いずれも遮蔽室内にて行われる。従って、固体ターゲットをターゲット照射装置20から取り出して速やかに溶解装置21で放射性同位元素を溶解させることができる。また、各工程において放射線を遮蔽することができる。The method for recovering radioisotopes from a solid target 10 is a method for recovering radioisotopes from a solid target 10 having a metal layer 11, in which a target irradiation device 20 arranged in a shielded room provided in a building 150 irradiates the solid target 10 with a charged particle beam B to generate radioisotopes in the solid target 10, and a transport device 22 capable of transporting the solid target 10 transports the solid target 10 after irradiation with the charged particle beam B to a melting device 21 arranged in the shielded room, and the melting device 21 melts the radioisotopes attached to the solid target 10. According to this recovery method, the process of irradiating the solid target 10 with the charged particle beam B, the process of transporting the solid target 10, and the process of recovering the radioisotopes by melting are all performed in the shielded room. Therefore, the solid target can be removed from the target irradiation device 20 and the radioisotopes can be quickly dissolved in the melting device 21. Moreover, radiation can be shielded in each step.

本実施形態に係る自己シールド型サイクロトロンシステム100において、ターゲット照射装置20は、金属層11を有するターゲットを荷電粒子線Bの照射位置RPにて保持する。従って、ターゲット照射装置20で保持された固体ターゲット10には、荷電粒子線Bが照射される。これにより、固体ターゲット10の金属層11のうち、荷電粒子線Bが照射された箇所には、放射性同位元素12が形成される。また、溶解装置21は、固体ターゲット10における放射性同位元素を含有する金属層11を溶解させる溶解装置を備える。これにより、溶解液を回収することで、放射性同位元素を回収することが可能となる。搬送装置22は、固体ターゲット10への荷電粒子線Bの照射が行われるターゲット照射装置20から、放射性同位元素を回収する溶解装置21へ、固体ターゲット10を搬送する。ここで、ターゲット照射装置20、溶解装置21、及び搬送装置22は、遮蔽シールド4内に配置されている。従って、荷電粒子線Bを固体ターゲット10に照射する工程、放射性同位元素を溶解によって回収する工程、及び両工程間におけるターゲットの搬送を行う工程は、いずれも遮蔽シールド4内にて行われる。従って、各工程において、荷電粒子線照射後の固体ターゲット10から放出される放射線は、自己シールドによって遮断される。以上により、放射性同位元素を得る際の被曝に対する安全性を更に向上できる。In the self-shielded cyclotron system 100 according to this embodiment, the target irradiation device 20 holds a target having a metal layer 11 at an irradiation position RP of the charged particle beam B. Therefore, the solid target 10 held by the target irradiation device 20 is irradiated with the charged particle beam B. As a result, radioactive isotopes 12 are formed in the metal layer 11 of the solid target 10 at the location irradiated with the charged particle beam B. The melting device 21 also includes a melting device that melts the metal layer 11 containing the radioactive isotope in the solid target 10. This makes it possible to recover the radioactive isotope by recovering the dissolving liquid. The transport device 22 transports the solid target 10 from the target irradiation device 20 in which the charged particle beam B is irradiated to the solid target 10, to the melting device 21 in which the radioactive isotope is recovered. Here, the target irradiation device 20, the melting device 21, and the transport device 22 are arranged in the shielding shield 4. Therefore, the process of irradiating the solid target 10 with the charged particle beam B, the process of recovering the radioisotopes by dissolving them, and the process of transporting the target between these processes are all performed inside the shield 4. Therefore, in each process, the radiation emitted from the solid target 10 after being irradiated with the charged particle beam is blocked by the self-shield. As a result, safety against exposure when obtaining radioisotopes can be further improved.

自己シールド型サイクロトロンシステム100は、制御部50を更に備え、制御部50は、金属層11への荷電粒子線Bの照射の後、ターゲット照射装置20に保持された固体ターゲット10を溶解装置21へ搬送するように、搬送装置22を制御してよい。これにより、搬送装置22による固体ターゲット10の搬送が、制御部50によって自動的に行われる。これにより、被曝に対する安全性を更に向上することができる。また、制御部50が自動的に固体ターゲット10の搬送を行うことで、作業時間の短縮を図ることができる。The self-shielded cyclotron system 100 further includes a control unit 50, which may control the transport device 22 to transport the solid target 10 held in the target irradiation device 20 to the melting device 21 after the metal layer 11 is irradiated with the charged particle beam B. As a result, the transport device 22 automatically transports the solid target 10. This can further improve safety against radiation exposure. In addition, the control unit 50 automatically transports the solid target 10, thereby shortening the operation time.

本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the spirit and scope of the present invention, as described below.

例えば、図10のような構成を採用してもよい。図10に示す自己シールド型サイクロトロンシステムは、遮蔽シールド4内で溶解装置21を覆う収容部70と、収容部70内の気体を遮蔽シールド4の外部へ排気する排気部71と、を備えてよい。収容部70は、ターゲット照射装置20を覆うことなく、溶解装置21のみを覆っている。なお、収容部70のうち、搬送トレイが通過する箇所には開口部70aが形成されてよい。なお、この開口部70aは、搬送トレイが通過しない時は閉じられてよい。また、排気部71は、収容部70から遮蔽シールド4を通過して、遮蔽シールド4の外部へ連通された排気管を有して良い。この排気部71は、排気管に設けられたポンプなどを備えてよい。For example, a configuration as shown in FIG. 10 may be adopted. The self-shielded cyclotron system shown in FIG. 10 may include a storage section 70 that covers the melting device 21 within the shielding shield 4, and an exhaust section 71 that exhausts the gas in the storage section 70 to the outside of the shielding shield 4. The storage section 70 does not cover the target irradiation device 20, but covers only the melting device 21. An opening 70a may be formed in the storage section 70 at a location where the transport tray passes. This opening 70a may be closed when the transport tray does not pass. The exhaust section 71 may have an exhaust pipe that passes from the storage section 70 through the shielding shield 4 and communicates with the outside of the shielding shield 4. The exhaust section 71 may include a pump or the like provided in the exhaust pipe.

これにより、溶解装置21の溶解液が気化した場合には、収容部70によってガスが遮蔽シールド4内に拡散することが抑制される。また、収容部70内のガスは、排気部71によって遮蔽シールド4の外部へ排出される。これにより、遮蔽シールド4内の他の機器が、ガスによって腐食されることを抑制することができる。As a result, when the dissolving liquid in the dissolving device 21 vaporizes, the storage section 70 prevents the gas from diffusing into the shielding shield 4. In addition, the gas in the storage section 70 is exhausted to the outside of the shielding shield 4 by the exhaust section 71. This prevents other equipment in the shielding shield 4 from being corroded by the gas.

また、上述の実施形態の各図に示すターゲット照射システムの構成は一例に過ぎず、本発明の範囲内である限り、形状や配置は適宜変更してもよい。例えば、搬送装置は、搬送トレイに代えて、例えばターゲットを把持するアーム状の把持部を採用してもよい。 The configuration of the target irradiation system shown in each of the figures of the above-mentioned embodiment is merely an example, and the shape and arrangement may be changed as appropriate as long as it is within the scope of the present invention. For example, the conveying device may employ an arm-shaped gripping unit that grips the target, instead of a conveying tray.

なお、搬送装置によるターゲットの搬送は、制御部によって自動的になされていた。これに代えて、搬送装置による駆動自体は、作業者の手作業による操作によってなされてよい。このような場合も、ターゲットは自己シールド内に収容されているので、被曝に対する安全性を更に向上することができる。 The transport of the target by the transport device was performed automatically by the control unit. Alternatively, the transport device itself may be driven manually by an operator. Even in this case, the target is contained within a self-shielding device, further improving safety against radiation exposure.

図11(a)に示すようなターゲット照射システム3としてもよい。図11(a)に示す例では、建屋150のサイクロトロン室152とは別の照射室153にターゲット照射装置20及び溶解装置21を配置してよい。このとき、サイクロトロン2から出射された荷電粒子線は、輸送ライン155を介してサイクロトロン室152から照射室153のターゲット照射装置20へ輸送される。このとき、ターゲット照射装置20及び溶解装置21は、支持部156によって照射室153の床151に対して支持される。A target irradiation system 3 as shown in FIG. 11(a) may also be used. In the example shown in FIG. 11(a), the target irradiation device 20 and the melting device 21 may be arranged in an irradiation chamber 153 separate from the cyclotron chamber 152 in the building 150. At this time, the charged particle beam emitted from the cyclotron 2 is transported from the cyclotron chamber 152 to the target irradiation device 20 in the irradiation chamber 153 via a transport line 155. At this time, the target irradiation device 20 and the melting device 21 are supported on the floor 151 of the irradiation chamber 153 by a support portion 156.

また、図11(b)に示すようなターゲット照射システム3としてもよい。図11(b)に示す例では、サイクロトロン2、ターゲット照射装置20、及び溶解装置21が同じサイクロトロン室152内に配置されている。このとき、図1に示す構成と異なり、遮蔽シールド4は省略されてよい。 Also, a target irradiation system 3 as shown in Fig. 11(b) may be used. In the example shown in Fig. 11(b), the cyclotron 2, the target irradiation device 20, and the melting device 21 are arranged in the same cyclotron chamber 152. In this case, unlike the configuration shown in Fig. 1, the shielding shield 4 may be omitted.

なお、上述の実施形態では、粒子加速器の一例としてサイクロトロンが挙げられていたが、サイクロトロンに限定されるものではない。例えば、粒子加速器として、線形加速器が採用されてもよい。In the above embodiment, a cyclotron is given as an example of a particle accelerator, but the particle accelerator is not limited to a cyclotron. For example, a linear accelerator may be used as the particle accelerator.

図12に示すターゲット照射システム200が採用されてよい。ターゲット照射システム200は、ターゲット照射装置210の固定ユニット211と、溶解装置220の固定ユニット221と、支持装置230と、ターゲットエクスチェンジャ240と、制御部260と、を備える。The target irradiation system 200 shown in Fig. 12 may be adopted. The target irradiation system 200 includes a fixing unit 211 of the target irradiation device 210, a fixing unit 221 of the melting device 220, a support device 230, a target exchanger 240, and a control unit 260.

なお、ターゲット照射システム200の説明のために、XYZ座標系を設定する。X軸方向は、水平方向と平行な方向である。X軸方向における一方側(図12では紙面手前側)をX軸方向の正側とする。Y軸方向は、X軸方向と直交する方向であって、水平方向と平行な方向である。Y軸方向における一方側(図12では紙面左側)をY軸方向の正側とする。上下方向をZ軸方向とする。上側をZ軸方向における正側とする。 In order to explain the target irradiation system 200, an XYZ coordinate system is set. The X-axis direction is parallel to the horizontal direction. One side in the X-axis direction (the front side of the paper in Figure 12) is the positive side in the X-axis direction. The Y-axis direction is perpendicular to the X-axis direction and parallel to the horizontal direction. One side in the Y-axis direction (the left side of the paper in Figure 12) is the positive side in the Y-axis direction. The up-down direction is the Z-axis direction. The upper side is the positive side in the Z-axis direction.

図13に示すように、ターゲット照射装置210の固定ユニット211は、荷電粒子線Bの照射軸BLに対応する位置に当該荷電粒子線Bを通過させるための内部空間213を備えている。内部空間213は、照射軸BLを中心線として、当該照射軸BLに沿って延びるように形成される。本実施形態では、荷電粒子線Bの照射軸BLは、Y軸方向と平行に延びる。また、荷電粒子線Bは、Y軸方向における正側から負側へ向かって照射される。従って、内部空間213は、Y軸方向と平行に延びる。 As shown in FIG. 13, the fixed unit 211 of the target irradiation device 210 has an internal space 213 for passing the charged particle beam B at a position corresponding to the irradiation axis BL of the charged particle beam B. The internal space 213 is formed to extend along the irradiation axis BL with the irradiation axis BL as its center line. In this embodiment, the irradiation axis BL of the charged particle beam B extends parallel to the Y-axis direction. In addition, the charged particle beam B is irradiated from the positive side to the negative side in the Y-axis direction. Therefore, the internal space 213 extends parallel to the Y-axis direction.

固定ユニット211は、荷電粒子線Bを出射させる照射ポート212を備える。照射ポート212は、支持装置230のシール面230aと対向する対向面として、XZ平面と平行に広がる面を有している。照射ポート212は、内部空間213が開口する開口部を有する。荷電粒子線Bは、当該開口部から出射される。The fixed unit 211 has an irradiation port 212 that emits a charged particle beam B. The irradiation port 212 has a surface that extends parallel to the XZ plane as an opposing surface that faces the sealing surface 230a of the support device 230. The irradiation port 212 has an opening that opens into the internal space 213. The charged particle beam B is emitted from the opening.

溶解装置220の固定ユニット221は、ターゲット照射装置210の固定ユニット211から、X軸方向の正側へ離間する位置に配置される。固定ユニット221は、溶解液SLの供給及び回収を行う複数の溶解ポート222A,222Bを備える。溶解ポート222A,222Bは、互いに異なる核種の放射性同位元素を回収してよい。従って、溶解ポート222A,222Bは、互いに異なる溶解液SLを供給・回収することができる。ただし、溶解ポート222A,222Bは、同じ核種の放射性同位元素を回収してもよい。溶解ポート222A,222Bは、X軸方向において互いに隣り合うように設けられている。また、溶解ポート222A,222Bは、支持装置230のシール面230aと対向する対向面としてXZ平面と平行に広がる面を有している。溶解ポート222A,222Bの対向面の中心線SCL,SCLは、互いにX軸方向に離間した状態で、Y軸方向に平行に延びる。また、溶解ポート222A,222Bの中心線SCL,SCLは、照射軸BLと同じ高さ位置に設定される。なお、溶解ポート222A,222Bは、溶解装置220に対して着脱可能であってよい。すなわち、溶解ポート222A,222Bは、載置台223に対して、着脱可能に取り付けられてよい。これにより、放射性同位元素の核種に合わせて、溶解ポート222を取り替えることができる。The fixed unit 221 of the dissolution device 220 is disposed at a position away from the fixed unit 211 of the target irradiation device 210 toward the positive side in the X-axis direction. The fixed unit 221 is provided with a plurality of dissolution ports 222A, 222B for supplying and recovering the dissolution liquid SL. The dissolution ports 222A, 222B may recover radioisotopes of different nuclides. Thus, the dissolution ports 222A, 222B can supply and recover different dissolution liquids SL. However, the dissolution ports 222A, 222B may recover radioisotopes of the same nuclide. The dissolution ports 222A, 222B are provided adjacent to each other in the X-axis direction. In addition, the dissolution ports 222A, 222B have a surface extending parallel to the XZ plane as an opposing surface facing the sealing surface 230a of the support device 230. The center lines SCL, SCL of the opposing surfaces of the dissolution ports 222A, 222B extend parallel to the Y-axis direction while being spaced apart from each other in the X-axis direction. The center lines SCL, SCL of the dissolution ports 222A, 222B are set at the same height as the irradiation axis BL. The dissolution ports 222A, 222B may be detachable from the dissolution device 220. That is, the dissolution ports 222A, 222B may be detachably attached to the mounting table 223. This allows the dissolution port 222 to be replaced according to the nuclide of the radioisotope.

図16及び図17を参照して、溶解ポート222Aの構成について詳細に説明する。なお、溶解ポート222Bは、溶解ポート222Aと同様の構成を有するため、説明を省略する。溶解ポート222Aは、支持装置230のシール面230aが押し当てられる対向面222aを有する。また、溶解ポート222Aは、流路224と、吸着構造226と、を備える。16 and 17, the configuration of the dissolution port 222A will be described in detail. Note that the dissolution port 222B has a similar configuration to the dissolution port 222A, and therefore a description thereof will be omitted. The dissolution port 222A has an opposing surface 222a against which the sealing surface 230a of the support device 230 is pressed. The dissolution port 222A also has a flow path 224 and an adsorption structure 226.

流路224は、溶解液SLを流通させる。流路224は、溶解ポート222Aの部材の内部に形成されており、対向面222aにて開口する。流路224は、当該開口から溶解液SLを流出させると共に、当該開口から溶解液SLを吸引する。なお、対向面222aの中心線SCLの位置からは、Y軸方向の負側へ突出する流路形成部材227が突出する。流路形成部材227は、支持装置230の内部空間233に挿入されることで、当該内部空間233に溶解液SLの流路を形成する部材である。流路224は、流路形成部材227の周方向に隣り合う位置にて、開口する。なお、溶解ポート222Aは、二本の流路224を有しているが、本数は特に限定されない。The flow path 224 allows the dissolving liquid SL to flow. The flow path 224 is formed inside the member of the dissolving port 222A and opens at the opposing surface 222a. The flow path 224 allows the dissolving liquid SL to flow out from the opening and also sucks the dissolving liquid SL from the opening. Note that a flow path forming member 227 protrudes from the position of the center line SCL of the opposing surface 222a toward the negative side in the Y-axis direction. The flow path forming member 227 is a member that is inserted into the internal space 233 of the support device 230 to form a flow path for the dissolving liquid SL in the internal space 233. The flow paths 224 open at positions adjacent to each other in the circumferential direction of the flow path forming member 227. Note that the dissolving port 222A has two flow paths 224, but the number is not particularly limited.

吸着構造226は、対向面222aと接触した状態のシール面230aを吸引する機構である。吸着構造226は、中心線SCLを中心とした円環状の溝部226aを有する。また、吸着構造226は、溶解ポート222A内に形成された真空排気路226bを有する。真空排気路226bは、溝部226aの位置にて開口している。The suction structure 226 is a mechanism that sucks the sealing surface 230a in contact with the opposing surface 222a. The suction structure 226 has an annular groove portion 226a centered on the center line SCL. The suction structure 226 also has a vacuum exhaust path 226b formed in the melting port 222A. The vacuum exhaust path 226b opens at the position of the groove portion 226a.

図12及び図13に示すように、支持装置230は、固体ターゲット10を支持する装置である。支持装置230は、照射ポート212に連結され、且つ、溶解ポート222A,222Bに連結される。従って、支持装置230は、ターゲット照射装置210の可動ユニットとして機能する。また、支持装置230は、溶解装置220の可動ユニットとして機能する。また、本実施形態では、後述のようにターゲットエクスチェンジャ240が複数の支持装置230を取付可能である。従って、ターゲット照射システム200は、用途に応じて、複数の支持装置230を備えることができる。本実施形態では、ターゲット照射システム200は、二つの支持装置230A,230Bを備えるものとする。12 and 13, the support device 230 is a device that supports the solid target 10. The support device 230 is connected to the irradiation port 212 and also to the melting ports 222A and 222B. Therefore, the support device 230 functions as a movable unit of the target irradiation device 210. The support device 230 also functions as a movable unit of the melting device 220. In this embodiment, the target exchanger 240 can be fitted with multiple support devices 230 as described below. Therefore, the target irradiation system 200 can be equipped with multiple support devices 230 depending on the application. In this embodiment, the target irradiation system 200 is equipped with two support devices 230A and 230B.

図15を参照して、支持装置230の構成について詳細に説明する。図15に示すように、支持装置230は、略円柱状の形状を有する部材である。支持装置230の中心線CLは、Y軸方向と平行に延びる。支持装置230は、第1の部材231と、第2の部材232と、を備える。支持装置230は、長手方向、すなわちY軸方向における中途位置にて、第1の部材231と第2の部材232とに分割される。第1の部材231は、Y軸方向の正側、すなわち荷電粒子線Bの照射方向における上流側に配置される。第2の部材232は、Y軸方向の負側、すなわち荷電粒子線Bの照射方向における下流側に配置される。 The configuration of the support device 230 will be described in detail with reference to FIG. 15. As shown in FIG. 15, the support device 230 is a member having an approximately cylindrical shape. The center line CL of the support device 230 extends parallel to the Y-axis direction. The support device 230 includes a first member 231 and a second member 232. The support device 230 is divided into the first member 231 and the second member 232 at a midpoint in the longitudinal direction, i.e., in the Y-axis direction. The first member 231 is disposed on the positive side in the Y-axis direction, i.e., the upstream side in the irradiation direction of the charged particle beam B. The second member 232 is disposed on the negative side in the Y-axis direction, i.e., the downstream side in the irradiation direction of the charged particle beam B.

支持装置230は、第1の部材231及び第2の部材232で固体ターゲット10を挟むことによって、固体ターゲット10を支持する。支持装置230は、中心線CLに対して傾斜するように固体ターゲット10を支持する。固体ターゲット10の傾斜方向は特に限定されない。ここでは、固体ターゲット10は、Y軸方向の正側から負側へ向かうに従って上側(Z軸方向の正側)へ向かうように、傾斜している。第1の部材231は、Y軸方向における負側の端部に支持面231aを有する。第2の部材232は、Y軸方向における正側の端部に支持面232aを有する。第1の部材231の支持面231aと、第2の部材232の支持面232aとは、互いに平行をなした状態で対向する。また、支持面231a,232aは、上述の固体ターゲット10の傾斜方向と同様に傾斜する。支持面231a,232aには、固体ターゲット10の外周側の端部の近傍に、Oリングを備えるシール部が設けられている。The support device 230 supports the solid target 10 by sandwiching the solid target 10 between the first member 231 and the second member 232. The support device 230 supports the solid target 10 so that it is inclined with respect to the center line CL. The inclination direction of the solid target 10 is not particularly limited. Here, the solid target 10 is inclined so as to move upward (to the positive side in the Z-axis direction) as it moves from the positive side to the negative side in the Y-axis direction. The first member 231 has a support surface 231a at the end on the negative side in the Y-axis direction. The second member 232 has a support surface 232a at the end on the positive side in the Y-axis direction. The support surface 231a of the first member 231 and the support surface 232a of the second member 232 face each other in parallel. In addition, the support surfaces 231a and 232a are inclined in the same manner as the inclination direction of the solid target 10 described above. The support surfaces 231 a and 232 a are provided with seal portions each having an O-ring near the end portion on the outer circumferential side of the solid target 10 .

第1の部材231は、Y軸方向の正側の端部に上述のシール面230aを有する。従って、第1の部材231は、照射ポート212に連結され、且つ、溶解ポート222A,222Bに連結される部材として機能する。シール面230aには、Oリングを有するシール部が設けられている。第1の部材231は、中心線CLの位置で、Y軸方向に平行に延びる内部空間233を有する。内部空間233は、シール面230aから支持面231aまで貫通するように延びている。これにより、固体ターゲット10は、内部空間233に露出した状態となる。内部空間233は、荷電粒子線Bを固体ターゲット10まで導くターゲット照射装置210の輸送路として機能する。また、内部空間233は、溶解液SLを流通させる溶解装置220の溶解槽として機能する。第1の部材231は、荷電粒子線Bを通過させ、溶解液SLを流通させる部材であるため、第1の部材231の材質として、Nb、セラミック等耐薬品性、耐放射線性、耐熱性のある材料などが採用されることが好ましい。The first member 231 has the above-mentioned sealing surface 230a at the end on the positive side in the Y-axis direction. Therefore, the first member 231 functions as a member connected to the irradiation port 212 and connected to the dissolving ports 222A and 222B. A seal portion having an O-ring is provided on the sealing surface 230a. The first member 231 has an internal space 233 extending parallel to the Y-axis direction at the position of the center line CL. The internal space 233 extends from the sealing surface 230a to the support surface 231a so as to penetrate. As a result, the solid target 10 is exposed to the internal space 233. The internal space 233 functions as a transport path of the target irradiation device 210 that guides the charged particle beam B to the solid target 10. The internal space 233 also functions as a dissolving tank of the dissolving device 220 that circulates the dissolving liquid SL. Since the first member 231 is a member that allows the charged particle beam B to pass through and the dissolving liquid SL to flow through, it is preferable to use, as the material for the first member 231, a material that is resistant to chemicals, radiation, and heat, such as Nb or ceramic.

支持装置230が照射ポート212と連結された場合、第1の部材231のシール面230aが、照射ポート212に押し当てられる。また、内部空間233と内部空間213とが連通した状態となる。支持装置230は、中心線CLが照射軸BLと一致するように配置される。当該状態において、照射軸BLと固体ターゲット10の表面10aとが交差する位置が、照射位置RPとなる。When the support device 230 is connected to the irradiation port 212, the sealing surface 230a of the first member 231 is pressed against the irradiation port 212. In addition, the internal space 233 and the internal space 213 are in communication. The support device 230 is positioned so that the center line CL coincides with the irradiation axis BL. In this state, the position where the irradiation axis BL and the surface 10a of the solid target 10 intersect becomes the irradiation position RP.

第2の部材232は、固体ターゲット10を冷却するための冷却構造として機能する。第2の部材232は、支持面232aの位置に溝部234を有する。溝部234の内部空間では、固体ターゲット10の裏面10bが露出している。従って、溝部234へ供給された冷却媒体Wは、固体ターゲット10と接触する。第2の部材232は、Y軸方向に延びる冷却流路236,237を有する。冷却流路236,237は、溝部234と連通している。冷却流路236は、冷却媒体Wを溝部234へ供給する。冷却流路237は、冷却媒体Wを溝部234から回収する。 なお、第2の部材232は、固体ターゲット10を冷却する部材であるため、第2の部材232の材質として、SUS等防錆性材料が採用されることが好ましい。The second member 232 functions as a cooling structure for cooling the solid target 10. The second member 232 has a groove 234 at the position of the support surface 232a. In the internal space of the groove 234, the back surface 10b of the solid target 10 is exposed. Therefore, the cooling medium W supplied to the groove 234 comes into contact with the solid target 10. The second member 232 has cooling channels 236 and 237 extending in the Y-axis direction. The cooling channels 236 and 237 are connected to the groove 234. The cooling channel 236 supplies the cooling medium W to the groove 234. The cooling channel 237 recovers the cooling medium W from the groove 234. Since the second member 232 is a member that cools the solid target 10, it is preferable that a rust-resistant material such as SUS is used as the material of the second member 232.

次に、図16に示すように、支持装置230が溶解ポート222Aと連結された場合、第1の部材231のシール面230aが、溶解ポート222Aの対向面222aに押し当てられる。支持装置230は、中心線CLが溶解ポート222Aの中心線SCLと一致するように配置される。シール面230aの一部は、吸着構造226の溝部226aと対向する。これにより、シール面230aは、真空引きされる溝部226aに吸着される。また、内部空間233に流路形成部材227が挿入される。これにより、内部空間233内に溶解液SLの流路が形成される。内部空間233は、流路224の開口部と連通した状態となる。流路224から供給された溶解液SLは、固体ターゲット10の表面10aと接触する。放射性同位元素が溶解した溶解液SLは、流路224から回収される。16, when the support device 230 is connected to the dissolution port 222A, the sealing surface 230a of the first member 231 is pressed against the opposing surface 222a of the dissolution port 222A. The support device 230 is arranged so that the center line CL coincides with the center line SCL of the dissolution port 222A. A part of the sealing surface 230a faces the groove portion 226a of the adsorption structure 226. As a result, the sealing surface 230a is adsorbed to the groove portion 226a that is evacuated. In addition, the flow path forming member 227 is inserted into the internal space 233. As a result, a flow path for the dissolution liquid SL is formed in the internal space 233. The internal space 233 is in communication with the opening of the flow path 224. The dissolution liquid SL supplied from the flow path 224 comes into contact with the surface 10a of the solid target 10. The dissolution liquid SL in which the radioisotope is dissolved is collected from the flow path 224.

次に、ターゲットエクスチェンジャ240について説明する。図12及び図13に示すように、ターゲットエクスチェンジャ240は、固体ターゲット10を搬送する搬送装置として機能する。ターゲットエクスチェンジャ240は、支持装置230を介して固体ターゲット10を支持する。ターゲットエクスチェンジャ240は、複数の支持装置230を取り付け可能なホルダ241を備える。従って、ターゲットエクスチェンジャ240は、複数の固体ターゲット10を支持可能である。また、ホルダ241は、複数の支持装置230が取り付けられた状態でX軸方向にスライド可能である。従って、ホルダ241は、複数の支持装置230ごと、固体ターゲット10をX軸方向に搬送することができる。Next, the target exchanger 240 will be described. As shown in Figures 12 and 13, the target exchanger 240 functions as a transport device that transports the solid target 10. The target exchanger 240 supports the solid target 10 via the support device 230. The target exchanger 240 is equipped with a holder 241 to which multiple support devices 230 can be attached. Therefore, the target exchanger 240 can support multiple solid targets 10. In addition, the holder 241 can slide in the X-axis direction with multiple support devices 230 attached. Therefore, the holder 241 can transport the solid target 10 together with the multiple support devices 230 in the X-axis direction.

図14を参照して、ターゲットエクスチェンジャ240の具体的な構造の一例について説明する。図14に示すように、ターゲットエクスチェンジャ240は、ベースプレート242、第1スライドプレート243、第2スライドプレート244、第1シリンダ246、第2シリンダ247、及び第3シリンダ248を備えている。 An example of a specific structure of the target exchanger 240 will be described with reference to Figure 14. As shown in Figure 14, the target exchanger 240 includes a base plate 242, a first slide plate 243, a second slide plate 244, a first cylinder 246, a second cylinder 247, and a third cylinder 248.

ベースプレート242は、第1及び第2スライドプレート243,244を搭載するためのベースとなる部材である。ベースプレート242の上面には、Y軸方向に延びるガイドレール242a(図12参照)が設けられている。ベースプレート242は、当該ターゲットエクスチェンジャ240をサイクロトロンに取付固定するための固定板249に直交するように連結されている。The base plate 242 is a member that serves as a base for mounting the first and second slide plates 243, 244. A guide rail 242a (see FIG. 12) extending in the Y-axis direction is provided on the upper surface of the base plate 242. The base plate 242 is connected perpendicularly to a fixing plate 249 for mounting and fixing the target exchanger 240 to the cyclotron.

第1スライドプレート243は、平面視において矩形の外形を有する板状の部材である。第1スライドプレート243のY軸方向の正側の縁部には、X軸方向に沿って延びるガイドレール251が設けられている。第1スライドプレート243のY軸方向の負側の側面には、第1シリンダ246が取り付けられている。第1シリンダ246がY軸方向に駆動軸を進退させることで、ホルダ241が、第1スライドプレート243と共にY軸方向に往復移動する。第1スライドプレート243の上面には、第2シリンダ247が搭載されている。第2シリンダ247の駆動軸は、X軸方向に進退可能である。 The first slide plate 243 is a plate-like member having a rectangular outer shape in a plan view. A guide rail 251 extending along the X-axis direction is provided on the edge of the first slide plate 243 on the positive side in the Y-axis direction. A first cylinder 246 is attached to the side surface of the first slide plate 243 on the negative side in the Y-axis direction. The first cylinder 246 advances and retreats the drive shaft in the Y-axis direction, causing the holder 241 to move back and forth in the Y-axis direction together with the first slide plate 243. A second cylinder 247 is mounted on the upper surface of the first slide plate 243. The drive shaft of the second cylinder 247 can advance and retreat in the X-axis direction.

第1スライドプレート243の上面には、第3シリンダ248が搭載されている。第3シリンダ248の駆動軸は、Y軸向に進退可能である。第3シリンダ248には、第2シリンダ247の駆動軸が接続されている。従って、第2シリンダ247がX軸方向に駆動軸を進退させることで、第3シリンダ248は、駆動軸を係合させた(詳細は後述)ホルダ241と共にX軸方向に往復移動する。 A third cylinder 248 is mounted on the upper surface of the first slide plate 243. The drive shaft of the third cylinder 248 can advance and retreat in the Y-axis direction. The drive shaft of the second cylinder 247 is connected to the third cylinder 248. Therefore, when the second cylinder 247 advances and retreats the drive shaft in the X-axis direction, the third cylinder 248 moves back and forth in the X-axis direction together with the holder 241 with which the drive shaft is engaged (details will be described later).

第3シリンダ248の上面には、Y軸方向に延びる取付板252が取り付けられている。取付板252のY軸方向の正側の端部には、アタッカー253が取り付けられている。このアタッカー253が、後述する第2スライドプレート244に設けられるマイクロスイッチ259に当接することで、第2スライドプレート244のX軸方向の位置が検出される。 A mounting plate 252 extending in the Y-axis direction is attached to the upper surface of the third cylinder 248. An attacker 253 is attached to the end of the mounting plate 252 on the positive side in the Y-axis direction. When this attacker 253 comes into contact with a microswitch 259 provided on the second slide plate 244 described later, the position of the second slide plate 244 in the X-axis direction is detected.

第2スライドプレート244は、直方体状の基部256と、基部256に立設されたホルダ241とを有する。基部256の下面には、X軸方向に延びる断面コ字状のライナ255が取り付けられている。ホルダ241は、正面視において矩形をなす。ホルダ241は、支持装置230を保持するための四つの保持孔257を有し、これら保持孔257に略円筒状の支持装置230がそれぞれ嵌め込まれて保持される。四つの保持孔257は、X軸方向に沿って並設されている。これにより、ホルダ241は、最大で四つの支持装置230を保持することができる。本実施形態では、ホルダ241は、二つの支持装置230A,230Bを保持しているが、追加であと二つの支持装置230を保持できる。The second slide plate 244 has a rectangular parallelepiped base 256 and a holder 241 erected on the base 256. A liner 255 with a U-shaped cross section extending in the X-axis direction is attached to the underside of the base 256. The holder 241 is rectangular when viewed from the front. The holder 241 has four holding holes 257 for holding the support devices 230, and the approximately cylindrical support devices 230 are fitted and held in these holding holes 257. The four holding holes 257 are arranged in parallel along the X-axis direction. This allows the holder 241 to hold a maximum of four support devices 230. In this embodiment, the holder 241 holds two support devices 230A and 230B, but can hold two more support devices 230 in addition.

第2スライドプレート244の基部256の前面には、保持孔257のピッチと同一ピッチで四つのマイクロスイッチ259が取り付けられている。このマイクロスイッチ259にアタッカー253が当接することで、第2スライドプレート244X軸方向の位置が検出される。また、マイクロスイッチ259の下方には、それぞれ係合穴261が設けられている。係合穴261は、第3シリンダ248の駆動軸の径と略同一の大きさであり、この係合穴261に当該駆動軸が係合可能に構成されている。これにより、ホルダ241は、第2シリンダ247の駆動によりX軸方向に往復移動する。Four microswitches 259 are attached to the front surface of the base 256 of the second slide plate 244 at the same pitch as the retaining holes 257. The position of the second slide plate 244 in the X-axis direction is detected when the attacker 253 abuts against these microswitches 259. In addition, an engagement hole 261 is provided below each microswitch 259. The engagement hole 261 is approximately the same size as the diameter of the drive shaft of the third cylinder 248, and is configured so that the drive shaft can engage with this engagement hole 261. As a result, the holder 241 moves back and forth in the X-axis direction when driven by the second cylinder 247.

以上により、ターゲットエクスチェンジャ240は、支持した固体ターゲット10を支持装置230ごと、X軸方向へ搬送することができる。ターゲットエクスチェンジャ240は、支持装置230を照射ポート212、または溶解ポート222A,222Bと対向する位置まで搬送する。このとき、ターゲットエクスチェンジャ240は、支持装置230を照射ポート212、または溶解ポート222A,222Bへ押し付けるための機構を備える。具体的には、図12及び図13に示すように、ターゲットエクスチェンジャ240は、押し出し機構270A,270Bを備える。押し出し機構270A,270Bは、第1スライドプレート243に連結された支持部材271と、Y軸方向に駆動軸を進退させるシリンダ272と、支持装置230を押し出す押し出し部材273と、を備える。押し出し部材273は、シリンダ272の駆動軸に設けられている。これにより、シリンダ272が押し出し部材273をY軸方向の正側に移動させることで、支持装置230が溶解装置220側へ押し付けられる。図13に示すように、押し出し機構270Aは、支持装置230Aに対向する位置に設けられる。押し出し機構270Bは、支持装置230Bに対向する位置に設けられる。例えば、ホルダ241が支持装置230Aを溶解ポート222Bに対向する位置に配置した場合(図20参照)、押し出し機構270Aは、支持装置230Aを溶解ポート222Bに押し付ける。 As a result, the target exchanger 240 can transport the supported solid target 10 together with the support device 230 in the X-axis direction. The target exchanger 240 transports the support device 230 to a position facing the irradiation port 212 or the dissolution ports 222A, 222B. At this time, the target exchanger 240 is provided with a mechanism for pressing the support device 230 against the irradiation port 212 or the dissolution ports 222A, 222B. Specifically, as shown in FIG. 12 and FIG. 13, the target exchanger 240 is provided with push-out mechanisms 270A, 270B. The push-out mechanisms 270A, 270B are provided with a support member 271 connected to the first slide plate 243, a cylinder 272 that advances and retreats the drive shaft in the Y-axis direction, and a push-out member 273 that pushes out the support device 230. The push-out member 273 is provided on the drive shaft of the cylinder 272. As a result, the cylinder 272 moves the push-out member 273 to the positive side in the Y-axis direction, thereby pressing the support device 230 toward the melting device 220. As shown in Fig. 13, the push-out mechanism 270A is provided at a position facing the support device 230A. The push-out mechanism 270B is provided at a position facing the support device 230B. For example, when the holder 241 places the support device 230A at a position facing the dissolution port 222B (see Fig. 20), the push-out mechanism 270A presses the support device 230A against the dissolution port 222B.

制御部260は、ターゲットエクスチェンジャ240の各駆動部(シリンダ)に対して制御信号を送信することで、ターゲットエクスチェンジャ240の動作を制御する。図13及び図18~図23を参照して、制御部260による制御内容の一例について説明する。ただし、ターゲット照射システム200の動作は、以下の例に限定されるものではなく、固体ターゲット10の数や、核種の数は適宜変更してもよい。The control unit 260 controls the operation of the target exchanger 240 by sending control signals to each drive unit (cylinder) of the target exchanger 240. An example of the control content by the control unit 260 will be described with reference to Figures 13 and 18 to 23. However, the operation of the target irradiation system 200 is not limited to the following example, and the number of solid targets 10 and the number of nuclides may be changed as appropriate.

図13及び図18~図23は、1核種の放射性同位元素を二つの固体ターゲット10を用いて回収する場合の動作の一例を示す。まず、図13に示すように、二つの支持装置230A,230Bが、ホルダ241に保持される。支持装置230Aは、X軸方向における正側から見て一番目の保持孔257に保持される。支持装置230Bは、X軸方向における正側から見て二番目の保持孔257に保持される。制御部260は、ターゲットエクスチェンジャ240の第2シリンダ247(図14参照)を制御して、ホルダ241を固定ユニット211と対向する位置に配置する。このとき、ホルダ241のX軸方向の最も正側の保持孔257、すなわち支持装置230Aが、照射ポート212と対向する位置に配置される。この位置を「初期位置」と称する。なお、以降の説明においては、当該制御内容は、「制御部260は、照射ポート212と対向する位置に支持装置230Aを配置する」と表現する。当該制御内容と、同趣旨の制御内容に対しても同様な表現を用いる。 Figure 13 and Figures 18 to 23 show an example of the operation when one radioisotope is recovered using two solid targets 10. First, as shown in Figure 13, two support devices 230A and 230B are held in the holder 241. The support device 230A is held in the first holding hole 257 seen from the positive side in the X-axis direction. The support device 230B is held in the second holding hole 257 seen from the positive side in the X-axis direction. The control unit 260 controls the second cylinder 247 (see Figure 14) of the target exchanger 240 to place the holder 241 in a position facing the fixed unit 211. At this time, the most positive holding hole 257 in the X-axis direction of the holder 241, i.e., the support device 230A, is placed in a position facing the irradiation port 212. This position is called the "initial position". In the following description, the control content is expressed as "the control unit 260 places the support device 230A at a position facing the irradiation port 212." Similar expressions are used for the control content and other control contents with the same meaning.

次に、図18に示すように、制御部260は、ターゲットエクスチェンジャ240の第1シリンダ246を制御して第1スライドプレート243(図12参照)をY軸方向の正側へ移動させることで、支持装置230Aを照射ポート212に押し付ける。このとき、支持装置230BもY軸方向の正側へ移動するが、支持装置230Bは特に他の部材には押し付けられない。なお、以降の説明においては、当該制御内容は、「制御部260は、支持装置230Aを照射ポート212に押し付ける」と表現する。当該制御内容と、同趣旨の制御内容に対しても同様な表現を用いる。制御部260は、ターゲット照射装置210を制御して、支持装置230Aの固体ターゲットに荷電粒子線Bを照射する。当該照射が終了したら、制御部260は、支持装置230Aの照射ポート212に対する押し付けを解除する。 Next, as shown in FIG. 18, the control unit 260 controls the first cylinder 246 of the target exchanger 240 to move the first slide plate 243 (see FIG. 12) toward the positive side in the Y-axis direction, thereby pressing the support device 230A against the irradiation port 212. At this time, the support device 230B also moves toward the positive side in the Y-axis direction, but the support device 230B is not pressed against other members in particular. In the following description, the control content is expressed as "the control unit 260 presses the support device 230A against the irradiation port 212." Similar expressions are used for the control content and control content with the same meaning. The control unit 260 controls the target irradiation device 210 to irradiate the solid target of the support device 230A with the charged particle beam B. When the irradiation is completed, the control unit 260 releases the support device 230A from pressing against the irradiation port 212.

次に、図19に示すように、制御部260は、溶解ポート222Bと対向する位置に支持装置230Aを配置する。また、図20に示すように、制御部260は、ターゲットエクスチェンジャ240の第1シリンダ246を制御して第1スライドプレート243(図12参照)をY軸方向の正側へ移動させることで、支持装置230Aを溶解ポート222Bの手前に配置させる。更に、制御部260は、押し出し機構270Aのシリンダ272を延ばすことにより、支持装置230Aを溶解ポート222Bに押し付ける。このとき、支持装置230BもY軸方向の正側へ移動するが、支持装置230Bは特に他の部材には押し付けられない。なお、以降の説明においては、当該制御内容は、「制御部260は、支持装置230Aを溶解ポート222Bに押し付ける」と表現する。当該制御内容と、同趣旨の制御内容に対しても同様な表現を用いる。制御部260は、溶解装置220を制御して、支持装置230Aに溶解液SLを供給し、固体ターゲット10の放射性同位元素を溶解させた溶解液SLを回収する。当該回収が終了したら、制御部260は、支持装置230Aの溶解ポート222Bに対する押し付けを解除する。そして、制御部260は、支持装置230A,230Bの位置を初期位置に復帰させる。Next, as shown in FIG. 19, the control unit 260 places the support device 230A at a position facing the dissolution port 222B. Also, as shown in FIG. 20, the control unit 260 controls the first cylinder 246 of the target exchanger 240 to move the first slide plate 243 (see FIG. 12) to the positive side in the Y-axis direction, thereby placing the support device 230A in front of the dissolution port 222B. Furthermore, the control unit 260 presses the support device 230A against the dissolution port 222B by extending the cylinder 272 of the push-out mechanism 270A. At this time, the support device 230B also moves to the positive side in the Y-axis direction, but the support device 230B is not pressed against any other member. In the following description, the control content is expressed as "the control unit 260 presses the support device 230A against the dissolution port 222B". Similar expressions are used for the control content and control content with the same meaning. The control unit 260 controls the dissolving device 220 to supply the dissolving liquid SL to the supporting device 230A and collect the dissolving liquid SL in which the radioisotope of the solid target 10 has been dissolved. When the collection is completed, the control unit 260 releases the support device 230A from pressing against the dissolving port 222B. Then, the control unit 260 returns the positions of the supporting devices 230A and 230B to their initial positions.

次に、図21に示すように、制御部260は、照射ポート212と対向する位置に支持装置230Bを配置し、支持装置230Bを照射ポート212に押し付ける。制御部260は、ターゲット照射装置210を制御して、支持装置230Bの固体ターゲットに荷電粒子線Bを照射する。当該照射が終了したら、制御部260は、支持装置230Bの照射ポート212に対する押し付けを解除する。21, the control unit 260 places the support device 230B in a position facing the irradiation port 212 and presses the support device 230B against the irradiation port 212. The control unit 260 controls the target irradiation device 210 to irradiate the solid target of the support device 230B with the charged particle beam B. When the irradiation is completed, the control unit 260 releases the support device 230B from the pressure against the irradiation port 212.

次に、図22に示すように、制御部260は、溶解ポート222Bと対向する位置に支持装置230Bを配置し、支持装置230Bを溶解ポート222Bに押し付ける。制御部260は、溶解装置220を制御して、支持装置230Bに溶解液SLを供給し、固体ターゲット10の放射性同位元素を溶解させた溶解液SLを回収する。当該回収が終了したら、制御部260は、支持装置230Bの溶解ポート222Bに対する押し付けを解除する。そして、制御部260は、支持装置230A,230Bの位置を初期位置に復帰させる。以上より、二つの固体ターゲット10を用いた放射性同位元素の回収が完了する。22, the control unit 260 places the support device 230B in a position opposite the dissolution port 222B and presses the support device 230B against the dissolution port 222B. The control unit 260 controls the dissolution device 220 to supply dissolution liquid SL to the support device 230B and recovers the dissolution liquid SL in which the radioisotopes of the solid target 10 have been dissolved. When the recovery is complete, the control unit 260 releases the support device 230B from pressing against the dissolution port 222B. The control unit 260 then returns the positions of the support devices 230A and 230B to their initial positions. This completes the recovery of radioisotopes using the two solid targets 10.

次に、2核種の放射性同位元素を二つの固体ターゲット10を用いて回収する場合の動作の一例について説明する。なお、上述の動作と共通する動作については、共通の図面を用いて説明する。Next, an example of the operation for recovering two radioisotopes using two solid targets 10 will be described. Operations common to the above-mentioned operations will be described using the common drawings.

制御部260は、図18に示す動作を実行することで、支持装置230Aの固体ターゲット10に荷電粒子線Bを照射する。次に、図23に示すように、制御部260は、溶解ポート222Aと対向する位置に支持装置230Aを配置し、支持装置230Aを溶解ポート222Aに押し付ける。制御部260は、溶解装置220を制御して、支持装置230Aに溶解液SLを供給し、固体ターゲット10の放射性同位元素を溶解させた溶解液SLを回収する。当該回収が終了したら、制御部260は、支持装置230Aの溶解ポート222Aに対する押し付けを解除する。そして、制御部260は、支持装置230A,230Bの位置を初期位置に復帰させる。 The control unit 260 irradiates the solid target 10 of the support device 230A with the charged particle beam B by executing the operation shown in FIG. 18. Next, as shown in FIG. 23, the control unit 260 places the support device 230A at a position opposite the dissolution port 222A and presses the support device 230A against the dissolution port 222A. The control unit 260 controls the dissolution device 220 to supply the dissolution liquid SL to the support device 230A and recover the dissolution liquid SL in which the radioisotope of the solid target 10 has been dissolved. When the recovery is completed, the control unit 260 releases the support device 230A from pressing against the dissolution port 222A. Then, the control unit 260 returns the positions of the support devices 230A and 230B to their initial positions.

次に、制御部260は、図21に示す動作を実行することで、支持装置230Bの固体ターゲット10に荷電粒子線Bを照射する。次に、図22に示す動作を実行することで、支持装置230Bの固体ターゲット10の放射性同位元素を回収する。このとき、溶解ポート222Bは、溶解ポート222Aで用いられたものとは異なる溶解液SLを用いる。これにより、支持装置230Bの固体ターゲット10の放射性同位元素は、支持装置230Aに対するものとは異なる溶解液SLで回収される。そして、制御部260は、支持装置230A,230Bの位置を初期位置に復帰させる。以上より、二つの固体ターゲット10を用いた放射性同位元素の回収が完了する。Next, the control unit 260 irradiates the solid target 10 of the support device 230B with the charged particle beam B by performing the operation shown in FIG. 21. Next, the control unit 260 recovers the radioisotopes of the solid target 10 of the support device 230B by performing the operation shown in FIG. 22. At this time, the dissolution port 222B uses a dissolution liquid SL different from that used in the dissolution port 222A. As a result, the radioisotopes of the solid target 10 of the support device 230B are recovered with a dissolution liquid SL different from that used for the support device 230A. Then, the control unit 260 returns the positions of the support devices 230A and 230B to their initial positions. With the above, the recovery of the radioisotopes using the two solid targets 10 is completed.

なお、1核種の放射性同位元素を一つの固体ターゲット10を用いて回収することも可能である。この場合は、図18~図20から支持装置230Bを省略し、支持装置230Aだけを用いて、図18~図20に示す動作を行う。It is also possible to recover one type of radioisotope using one solid target 10. In this case, the support device 230B is omitted from Figures 18 to 20, and only the support device 230A is used to perform the operations shown in Figures 18 to 20.

以上より、ターゲット照射システム200は、固体ターゲット10を搬送するターゲットエクスチェンジャ240を更に備え、ターゲットエクスチェンジャ240は、複数の固体ターゲット10を支持可能である。この場合、ターゲットエクスチェンジャ240は、途中で固体ターゲット10の取り外し作業を伴うことなく、複数の固体ターゲット10を照射位置及び溶解位置へ搬送することができる。これにより、取り外し作業による被爆の影響を低減することができる。 As described above, the target irradiation system 200 further includes a target exchanger 240 that transports the solid targets 10, and the target exchanger 240 is capable of supporting multiple solid targets 10. In this case, the target exchanger 240 can transport multiple solid targets 10 to the irradiation position and the melting position without removing the solid targets 10 along the way. This reduces the impact of exposure to radiation due to the removal work.

例えば、図18,23に示すような支持装置230Aの固体ターゲット10の放射性同位元素の回収が行われた後、特に固体ターゲット10の交換作業(取り外し作業)などが行われることなく、図21,22に示す支持装置230Bの固体ターゲット10に対する処理が実行される。このように、ターゲット照射システム200は、一度、複数の支持装置230対して固体ターゲット10を設置しておけば、ターゲット照射システム200は、自動的に固体ターゲット10の切替、照射、溶解、及び回収プロセスを複数回行うことが可能となる。これにより、固体ターゲット10の交換作業に伴う被爆量の大幅な低減が図られる。For example, after radioisotopes are collected from the solid target 10 of the support device 230A as shown in Figures 18 and 23, processing is performed on the solid target 10 of the support device 230B as shown in Figures 21 and 22 without any particular replacement (removal) of the solid target 10. In this way, once the solid targets 10 are installed on multiple support devices 230, the target irradiation system 200 can automatically perform the switching, irradiation, dissolution, and recovery processes of the solid targets 10 multiple times. This significantly reduces the amount of radiation exposure associated with the replacement of the solid targets 10.

ターゲット照射システム200は、固体ターゲット10を支持する支持装置230を更に備え、ターゲット照射装置210は、荷電粒子線Bが出射される照射ポート212を備え、溶解装置220は、溶解液SLの供給及び回収を行う溶解ポート222A,222Bを備え、支持装置230は、照射ポート212に連結され、且つ、溶解ポート222A,222Bに連結されてよい。この場合、支持装置230は、ターゲット照射装置210の一部、及び溶解装置220の一部として兼用可能となる。The target irradiation system 200 further includes a support device 230 that supports the solid target 10, the target irradiation device 210 includes an irradiation port 212 from which the charged particle beam B is emitted, the melting device 220 includes melting ports 222A and 222B that supply and collect the melting liquid SL, and the support device 230 may be connected to the irradiation port 212 and also to the melting ports 222A and 222B. In this case, the support device 230 can be used as both a part of the target irradiation device 210 and a part of the melting device 220.

溶解装置220は、溶解液SLの供給及び回収を行う複数の溶解ポート222A,222Bを備えてよい。この場合、溶解ポート222A,222Bの取り換え作業を伴うことなく、複数核種の放射性同位元素の溶解工程を行うことができる。The dissolving device 220 may be provided with multiple dissolving ports 222A, 222B for supplying and recovering the dissolving liquid SL. In this case, the dissolving process of multiple radioisotopes can be performed without replacing the dissolving ports 222A, 222B.

2…サイクロトロン、3,200…ターゲット照射システム、4…遮蔽シールド(支持部)、10…固体ターゲット、11…金属層、20,210…ターゲット照射装置、21,220…溶解装置、22…搬送装置、50…制御部、70…収容部、71…排気部、100…自己シールド型サイクロトロンシステム、212…照射ポート、222A,222B…溶解ポート、230,230A,230B…支持装置(ターゲット照射装置、溶解装置),240…ターゲットエクスチェンジャ(搬送装置)。 2...Cyclotron, 3,200...Target irradiation system, 4...Shielding shield (support part), 10...Solid target, 11...Metal layer, 20,210...Target irradiation device, 21,220...Melting device, 22...Transport device, 50...Control part, 70...Storage part, 71...Exhaust part, 100...Self-shielded cyclotron system, 212...Irradiation port, 222A, 222B...Melting port, 230, 230A, 230B...Support device (target irradiation device, melting device), 240...Target exchanger (transport device).

Claims (9)

金属層を有する固体ターゲットへ粒子加速器から出射された荷電粒子線を照射して前記金属層の放射性同位元素を生成するターゲット照射システムであって、
前記固体ターゲットを前記荷電粒子線の照射位置にて保持して前記固体ターゲットへの前記荷電粒子線の照射を可能とするターゲット照射装置と、
前記ターゲット照射装置によって前記荷電粒子線の照射が完了した前記固体ターゲットに付着する前記放射性同位元素を酸で溶解させる溶解装置と、
前記溶解装置を覆う収容部と、
前記粒子加速器と前記ターゲット照射装置と前記溶解装置と前記収容部とを内部に収容して、前記粒子加速器と前記ターゲット照射装置と前記溶解装置とから放出される放射線を遮蔽する遮蔽シールドと、
前記収容部内の気体を前記粒子加速器及び前記ターゲット照射装置のうち少なくとも一方に触れないように前記遮蔽シールドの外部へ排気する排気部と、を備える
ターゲット照射システム。
A target irradiation system for generating radioisotopes of a metal layer by irradiating a solid target having a metal layer with a charged particle beam emitted from a particle accelerator, the target irradiation system comprising:
a target irradiation device that holds the solid target at an irradiation position of the charged particle beam and enables the solid target to be irradiated with the charged particle beam;
a dissolving device that dissolves, with a strong acid , the radioisotope attached to the solid target after the irradiation of the charged particle beam by the target irradiation device is completed;
A housing for covering the melting device;
a shielding shield that houses the particle accelerator, the target irradiation device, the melting device, and the container, and blocks radiation emitted from the particle accelerator, the target irradiation device, and the melting device;
an exhaust unit that exhausts gas within the accommodation unit to the outside of the shielding shield so as not to come into contact with at least one of the particle accelerator and the target irradiation device.
前記ターゲット照射装置を支持する支持部を更に備え、
前記溶解装置は、前記支持部によって支持されている、
請求項1に記載のターゲット照射システム。
A support portion for supporting the target irradiation device is further provided.
The melting apparatus is supported by the support portion.
The target illumination system of claim 1 .
前記ターゲット照射装置による保持が解除された前記固体ターゲットを、前記溶解装置まで搬送する搬送装置を更に備える、
請求項1又は2に記載のターゲット照射システム。
The solid target may be released from the target irradiation device and may be transported to the melting device.
3. A target illumination system according to claim 1 or 2.
前記ターゲット照射装置から前記溶解装置へ前記固体ターゲットを搬送する搬送装置と、
制御部と、を更に備え、
前記制御部は、前記金属層への前記荷電粒子線の照射の後、前記ターゲット照射装置に保持された前記固体ターゲットを前記溶解装置へ搬送するように、前記搬送装置を制御する、請求項1~3のいずれか一項に記載のターゲット照射システム。
a transport device that transports the solid target from the target irradiation device to the melting device;
A control unit,
The target irradiation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the control unit controls the transport device to transport the solid target held by the target irradiation device to the melting device after the metal layer is irradiated with the charged particle beam.
前記固体ターゲットを搬送する搬送装置を更に備え、
前記搬送装置は、複数の前記固体ターゲットを支持可能である、請求項1~4の何れか一項に記載のターゲット照射システム。
A transport device for transporting the solid target is further provided,
The target irradiation system of claim 1 , wherein the transport device is capable of supporting a plurality of the solid targets.
前記固体ターゲットを支持する支持装置を更に備え、
前記ターゲット照射装置は、前記荷電粒子線が出射される照射ポートを備え、
前記溶解装置は、溶解液の供給及び回収を行う溶解ポートを備え、
前記支持装置は、前記照射ポートに連結され、且つ、前記溶解ポートに連結される、請求項1~5の何れか一項に記載のターゲット照射システム。
a support device for supporting the solid target;
the target irradiation device includes an irradiation port through which the charged particle beam is emitted;
The dissolving device includes a dissolving port for supplying and recovering a dissolving liquid,
The target illumination system of claim 1 , wherein the support device is coupled to the illumination port and is coupled to the dissolution port.
前記溶解装置は、溶解液の供給及び回収を行う複数の溶解ポートを備える、請求項1~6の何れか一項に記載のターゲット照射システム。 The target irradiation system according to any one of claims 1 to 6, wherein the melting device is provided with a plurality of melting ports for supplying and recovering the melting liquid. 前記ターゲット照射装置及び前記溶解装置は、建屋に設けられた同一の室内に配置されている、請求項1~7の何れか一項に記載のターゲット照射システム。 The target irradiation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the target irradiation device and the melting device are arranged in the same room in a building. 金属層を有する固体ターゲットに付着する当該金属層の放射同位元素を回収する固体ターゲットからの放射性同位元素の回収方法であって、
建屋に設けられた遮蔽室内に配置されたターゲット照射装置によって、前記固体ターゲットへ荷電粒子線を照射して前記固体ターゲットに前記放射性同位元素を生成し、
前記固体ターゲットを搬送可能な搬送装置によって、前記荷電粒子線の照射が完了した前記固体ターゲットを、前記遮蔽室内に配置された溶解装置へ搬送し、
前記溶解装置によって、前記固体ターゲットに付着した前記放射性同位元素を酸で溶解させ、
前記溶解装置を覆う収容部内の気体を、粒子加速器と前記ターゲット照射装置と前記溶解装置とから放出される放射線を遮蔽する遮蔽シールドの外部へ、前記粒子加速器及び前記ターゲット照射装置のうち少なくとも一方に触れないように排気し
前記遮蔽シールドは前記粒子加速器と前記ターゲット照射装置と前記溶解装置と前記収容部とを内部に収容する、
固体ターゲットからの放射性同位元素の回収方法。
1. A method for recovering radioisotopes from a solid target, comprising recovering radioisotopes from a metal layer attached to the solid target, the method comprising the steps of:
a target irradiation device disposed in a shielded room in a building irradiates the solid target with a charged particle beam to generate the radioisotope in the solid target;
transporting the solid target, which has been irradiated with the charged particle beam, to a melting device disposed in the shielding chamber by a transport device capable of transporting the solid target;
The radioisotope attached to the solid target is dissolved with a strong acid by the dissolving device;
exhausting the gas in a container that covers the melting apparatus to the outside of a shield that blocks radiation emitted from the particle accelerator, the target irradiation device , and the melting apparatus, without the gas coming into contact with at least one of the particle accelerator and the target irradiation device ;
the shielding shield accommodates the particle accelerator, the target irradiation device, the melting device, and the accommodation section therein;
A method for the recovery of radioisotopes from solid targets.
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